Gemeinsam mit dem Medizintechnikunternehmen Joline (Hechingen) forscht das NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen künftig an zentralvenösen Kathetern, die aufgrund ihrer hydrophilen Oberfläche antibakteriell wirken. Ein positiver Nebeneffekt: Auch das Thromboserisiko wird durch die neuartige Oberfläche signifikant gesenkt, so die Erwartung der Forscher.

Im Fokus des durch das BMBF geförderten Projekts steht, im Herzen einliegende Katheter so zu modifizieren, dass sie weniger anfällig für Infektionen sind und folglich das Risiko für Infektionskomplikationen gesenkt wird. Denn Kathetersysteme aller Art gelten als Eintrittspforten für Keime in den menschlichen Körper. Im Herzen einliegende Katheter finden zum Beispiel bei Dialysepatienten Einsatz, wobei während diverser Behandlungsschritte Infektionen entstehen können. Um das Infektionsrisiko zu reduzieren, verfolgt das Kooperationsprojekt zwei Ziele: Erstens möchten die Forscher verstehen, wie genau Infektionen entstehen, beziehungsweise welche Schritte dabei ablaufen. Zweitens soll auf Basis dieser Erkenntnisse eine funktionalisierte Katheteroberfläche entwickelt werden, die unter anderem antibakteriell wirkt. Dazu sollen Polymere verwendet werden, auf denen im Blut zirkulierenden Proteine und Bakterien nur schwer anhaften können. „Diese setzen keine Substanzen frei, sondern hemmen aufgrund ihrer Oberflächenbeschaffenheit die Ansiedelung von Keimen und die Bildung von Biofilmen“, erklärt Dr. Xin Xiong, Leiter des Projekts seitens des NMI.

Während herkömmliche modifizierte Katheteroberflächen Medikamente wie Antibiotika oder Metallionen freisetzen, also einen chemischen Schutz vor Infektionen bieten, setzen die Forscher am NMI und bei Joline auf eine physikalisch abstoßende Wirkung. Denn das Problem medikamentenabsondernder Oberflächen ist, dass diese relativ schnell mit einem Biofilm aus im Blut zirkulierenden Proteinen überzogen werden: „Die werden praktisch verkapselt, was die Freisetzung von zum Beispiel Silberionen stark erschwert“, so Xiong.

Perspektivisch könne die im Rahmen der Zusammenarbeit entwickelte Oberflächentechnologie auch auf andere Medizinprodukte angewendet werden.

Drei Schritte auf dem Weg zur Entwicklung antibakterieller Katheteroberflächen: 1. Erforschung möglicher Beschichtungen, 2. Erforschung der Anreicherung von Proteinen und Bakterien an der Katheteroberfläche, 3. Analytik, Optimierung und Validierung. 

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