Infektionsprävention durch eine verbesserte Silberbeschichtung für Medizinprodukte

Laut Folklore töten Silberkugeln Werwölfe, aber in der realen Welt wollen Forscher dieses Metall nutzen, um einen anderen tödlichen Feind zu bekämpfen: Bakterien. Kürzlich haben Wissenschaftler versucht, eine Silberbeschichtung für implantierbare medizinische Geräte zum Schutz vor Infektionen zu entwickeln, aber sie hatten nur begrenzten Erfolg. In einer Studie in ACS Central Sciencebeschreibt ein Team eine neue, Silberionen freisetzende Beschichtung mit Langzeitwirkung, die bei Ratten das Anhaften von Bakterien an Implantaten verhindert und diese dann abtötet.

Manchmal erfordert die medizinische Versorgung, dass Chirurgen ein Gerät implantieren, z. B. einen Schlauch, um eine Wunde oder die Blase zu entleeren, oder um Medikamente direkt in das Blut abzugeben. An den Oberflächen dieser Geräte können sich jedoch Bakterien festsetzen und ansammeln, wodurch ein Risiko für gefährliche Infektionen entsteht. Forscher haben daran gearbeitet, bakterienabweisende Beschichtungen zu entwickeln, einschließlich solcher, die Silber enthalten, das bekanntermaßen Mikroben abtötet. Ihre Bemühungen standen jedoch vor zahlreichen Herausforderungen: Silber kann auch für menschliche Zellen toxisch sein, und es ist beispielsweise schwierig, eine Beschichtung herzustellen, die kontinuierlich kleine Mengen des Metalls über lange Zeiträume freisetzt. Dirk Lange und Jayachandran Kizhakkedathu wollten eine Formel finden, die diese und andere Schwierigkeiten überwinden kann.

Um eine einfach anzuwendende Beschichtung zu entwickeln, prüfte das Team viele Inhaltsstoffe, die sie in einem einzigen Schritt auf eine Oberfläche auftragen konnten. Die Formel, die am besten funktionierte, enthielt Silbernitrat, Dopamin und zwei hydrophile Polymere. Diese auf Silber basierende filmbildende antibakterielle Beschichtung („SAFE“) bildete stabile, silberhaltige Verbindungen, die in Labortests nach und nach Silberionen freisetzten.

Wenn es über 28 Tage acht der häufigsten Bakterienarten ausgesetzt wurde, die schwere Infektionen verursachen, hielt dieses neue Beschichtungsrezept die Mikroben effektiv in Schach. Dies geschah auf einzigartige Weise: Die Bakterien wurden sowohl von der Oberfläche abgestoßen als auch mit Silberionen abgetötet. Um die Wirksamkeit von SAFE an einem lebenden Tier zu testen, beschichteten sie ein Titanimplantat damit und platzierten das Implantat dann unter der Haut von Ratten. Nach einer Woche stellten die Forscher fest, dass Implantate mit der Beschichtung deutlich weniger Bakterien aufwiesen als solche ohne. Außerdem gab es keine Anzeichen von Toxizität für das Gewebe der Ratten. Die Beschichtung schien auch zäh zu sein und zeigte wenig Verschleiß, nachdem sie unter harten Bedingungen gerieben und sterilisiert worden war. Diese Kombination von Eigenschaften wird die Beschichtung wahrscheinlich in vielen Arten von medizinischen Geräten und Implantaten nützlich machen, um bakterielle Infektionen langfristig zu verhindern, sagen die Forscher.