Neue Beschichtung macht Implantate sicherer
Nanogel-Beschichtung verhindert Infektionen und fördert das Zellwachstum
Viele Menschen weltweit leben heutzutage mit einem Implantat, von künstlichen Gelenken über Herzschrittmacher bis hin zu Cochlea-Implantaten. All diese medizinischen Gegenstände, die in den Körper des Patienten eingepflanzt werden, haben bestimmte Aufgaben, die sie jedoch nur erfüllen können, wenn sie sicher und infektionsfrei verankert sind. Ein Team aus Chemikern, Biologen und Ärzten der Uniklinik RWTH Aachen und des DWI - Leibniz Institut für Interaktive Materialien e.V. hat in einem DFG-GRS-geförderten Projekt nun eine Nanogel-Beschichtung entwickelt, die Infektionen an Implantaten eindämmt.
Implantate sind für viele Patienten eine Erleichterung. Am weitesten verbreitet sind Zahnimplantate, da der Verlust von Zähnen durch Unfälle, Veranlagung oder altersbedingt sehr häufig ist. Auch wenn neue Zahnimplantate die Lebens- und Essqualität der Patienten verbessern, bringen sie auch Nachteile mit sich, schließlich handelt es sich um einen Fremdkörper, der in den Organismus eingebracht wird. Durch Bakterien kann sich an den Grenzflächen zwischen Implantat und Gewebe ein sogenannter Biofilm bilden, in dem sich Erreger hervorragend vermehren können und gleichzeitig geschützt sind vor Antibiotika. Diese Biofilme verursachen Entzündungen mit häufig chronischem Verlauf und machen vielfach die Entfernung des Implantates nötig.
Eine neuartige Gel-Beschichtung hat das Potenzial diesen Infektionen vorzubeugen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stellten ein Nanogel her, dass ein hydrophiles Makromonomer mit fest-gebundenen Isoeugenol-Molekülen in einer wässrigen, bioverträglichen Umgebung enthält. Isoeugenol ist ein sekundärer Pflanzenstoff, der beispielsweise in Muskatnussöl oder
Gewürznelken zu finden ist und eine besonders hohe antibakterielle Wirkung aufweist. Neben der antibakteriellen Wirkung besticht das Nanogel vor allem auch durch seine zellwachstumsfördernde Eigenschaft. Als Beschichtung auf Zahnimplantaten sorgt das Nanogel für Keimfreiheit und fördert die Heilung nach dem Eingriff.
An dem Projekt ist ein interdisziplinäres Team, unter federführender Leitung von Prof. Georg Conrads (Uniklinik RWTH Aachen), PD Dr. Sabine Neuss-Stein (IBMT-Biointerface und Pathologie) und Prof. Andrij Pich (DWI - Leibniz Institut für Interaktive Materialien e.V. und Mitglied von JARA-SOFT), beteiligt.
Perspektivisch gesehen kann das Herstellungsverfahren für die Synthese weiterer Nanogel-Beschichtungen für unterschiedliche medizinische Anwendungen dienen. Darüber hinaus wäre es denkbar, Medikamente in Form von Molekülen in das Nanogel zu integrieren, um die Heilung zu beschleunigen.
Neben einer Förderung durch den Exploratory Research Space der RWTH Aachen und der Volkswagen Stiftung, ist das Projekt auch Teil des DFG-geförderten Sonderforschungsbereichs (SFB) 985 „Funktionelle Mikrogele und Mikrogel Systeme“. Der Sonderforschungsbereich wird maßgeblich durch Prof. Walter Richtering, Leiter des Instituts für Physikalische Chemie der RWTH Aachen und Direktor der Sektion JARA-SOFT, koordiniert.
Weitere Informationen finden sich auch auf den Webseiten der Uniklinik RWTH Aachen und des DWI - Leibniz Instituts für Interaktive Materialien.