Die Entzündung eines frisch eingesetzten Implantats, zum Beispiel der Hüfte oder eines Zahns, und die damit verbundenen Schmerzen sind bei Betroffenen häufig gefürchtet. Besteht die Prothese jedoch aus einem Material, das wenig anfällig für Bakterien ist, oder das sogar so konstruiert ist, dass es gezielt Keime abwehren kann, wird das Entzündungsrisiko deutlich vermindert.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung erforschen derzeit genau solche Materialien. Dazu arbeiten sie in der Studie EMBEK1 mit neun weiteren Forschungszentren und Industriepartnern aus Spanien, Großbritannien, der Schweiz und Deutschland zusammen, unter anderem auch mit der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Die Studie ist auf drei Jahre angelegt und wird von der Europäischen Union mit 2,9 Millionen Euro gefördert.

"Wir entwickeln eine Oberflächenbeschichtung für Implantate und Medizinprodukte, auf der die Keimbesiedlung nicht oder nur schwer möglich ist", erklärt Dr. Renate Förch, Leiterin des Projekts und Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Polymerforschung.

Dabei müssen die Forscher zunächst die biologischen Mechanismen der Anhaftung von Keimen auf Oberflächen untersuchen und identifizieren, wie die Bakterien in der Lage sind, sich genetisch so zu verändern, dass sie gegen bestimmte Medikamente oder Materialien resistent sind. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem problematischen Krankenhauskeim Staphylococcus aureus, der immer wieder neue Resistenzen auf Antibiotika zeigt, und dem Pseudomonas aeroginosa, der besonders bei Brandwunden zu schweren Infektion führen kann.

"Um die gewünschten Materialeigenschaften zu erzeugen, kommt bei uns die so genannte Plasma-Beschichtung von Oberflächen zum Einsatz", erklärt Renate Förch. Das am MPI für Polymerforschung eingesetzte Verfahren beschichtet die Oberfläche der Materialien mit bestimmten Kunststoffen (Polymeren), sodass sich Keime nicht darauf anhaften können und eine Besiedlung und Vermehrung von Keimen auf dem Implantat erschwert wird. Dabei müssen die Forscher jedoch auch die Bioverträglichkeit der Beschichtung sowie die Lagerbeständigkeit und Haltbarkeit des Beschichtungsmaterials berücksichtigen.

Um eine erste Zwischenbilanz der bisherigen Arbeiten zu ziehen, treffen sich vom 27. bis 29. Januar 2010 fünfzig internationale Forscherinnen und Forscher des Projekts.

Professor Katharina Landfester, Direktorin am Max-Planck-Institut für Polymerforschung und Leiterin der Abteilung Physikalische Chemie der Polymere, in deren Forschungsgruppe das EMBEK1-Projekt angesiedelt ist, sieht in dieser Studie zukunftsweisende Schritte hin zur Entwicklung verbesserter und verträglicherer Implantate. "Viele Patienten werden davon profitieren und nach Operationen weniger Probleme mit implantatbedingten Wundinfektionen und Heilungsstörungen haben", so Landfester.

Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass in circa fünf Jahren ein klinisch getesteter Prototyp des Materials vorliegen könnte.

Quelle: Max-Planck-Institut für Polymerforschung - 22.01.2010.