Neue Implantatbeschichtung schützt vor bakteriellen Infektionen

Um das Problem der Implantat-assoziierten Infektionen zu lösen, wurde eine antibakterielle biokompatible Mehrschichtbeschichtung entwickelt. Für die Zulassung eines solchen Beschichtungssystems als Medizinprodukt ist die Charakterisierung seiner mechanischen und tribologischen Eigenschaften erforderlich. Da keine der bestehenden Prüfnormen vollständig auf das vorliegende Beschichtungssystem anwendbar ist, wurde ein Prüfkonzept entwickelt, um Benetzbarkeit, Topographie, Morphologie, Dicke, Härte, E-Modul, Haftfestigkeit und tribologische Eigenschaften der Mehrschichtbeschichtung zu untersuchen.

Bei einer Implantatversorgung beginnt im Körper ein „Wettbewerb“: Die Körperzellen sorgen dafür, dass das Implantat akzeptiert wird – gelangen aber zunächst Bakterien auf die Implantatoberfläche, kann dies zu einer Infektion führen, die oft eine weitere Behandlung erfordert. Dr. Martin Schulze, einer der Autoren vondieses Papier, arbeitet an der Entwicklung einer speziellen Beschichtung zur Verhinderung von Infektionen, um diesen sogenannten „Oberflächenwettbewerb“ für Patienten günstiger zu machen. Mit einem neuen Beschichtungssystem wollen er und sein Team die Implantatoberfläche verbessern.

Oberflächenwettbewerb

„Implantate enthalten bereits eine Beschichtung aus infektionsbekämpfenden Substanzen“, erklärt sieHasselmann. Problematisch in bisherigen Studien ist jedoch die Freisetzungsrate des Antiinfektivums in vivo: Es wird früh zu viel und dann zu wenig freigesetzt, so dass das Antiinfektivum keine ausreichende Wirkdosis mehr erreicht kann sogar zu bakterieller Resistenz führen. "Und die Freisetzungsrate von Antiinfektiva ist sehr schwer zu kontrollieren", sagte Hasselmann.

Wirkstoffe antiinfektiöser Substanzen werden kontrolliert freigesetzt

Das neue Beschichtungssystem, das das Team von Dr. Martin Schulze entwickelt hat, ermöglicht eine präzise und zielgerichtete Steuerung der Freisetzungsrate der Wirkstoffe von Antiinfektiva, was zur Bekämpfung von Infektionen beiträgt und potenziell gefährlichen Ereignissen vorbeugt. Zum Forschungsteam gehört ein erfahrener Mitarbeiter, Prof. Gosheger, der bereits in der Vergangenheit eine Silberbeschichtung für Implantate entwickelt hat, die die Infektionsrate deutlich senken konnte. Das neue Beschichtungssystem soll Infektionen weiter reduzieren und das Risiko wiederholter Operationen verringern. Das Beschichtungssystem muss vor der Marktzulassung auf mechanische Eigenschaften und Mikrobiologie geprüft werden.

Ein neues Beschichtungssystem erfordert neue Prüfnormen

Hasselmannerwähnte auch, dass eine der bestehenden Hauptschwierigkeiten darin besteht, dass es sich um ein völlig neues Beschichtungssystem handelt, das sich noch in der Entwicklungsphase befindet und für das es keine umfassenden Prüfstandards gibt. Daher führte er eine umfangreiche Literaturrecherche durch, auf deren Grundlage ein Prüfstandard entwickelt und implementiert wurde. Während der Bearbeitung der Prüfmuster im Werkstofftechnischen Labor stellte ihm das Labor ein Elektronenmikroskop zur Verfügung, um die analysierten Beschichtungen zu scannen und zu beobachten.