Die Hüfte schmerzt bei jedem Schritt – ein künstliches Hüftgelenk ist unausweichlich. Bei einer solchen Operation besteht jedoch das Risiko, dass Bakterien in die Wunde gelangen können und starke Infektionen hervorrufen. Diese bekämpft man mit Antibiotika. Das Problem dabei: Zum einen sind manche Keime gegen bestimmte Antibiotika resistent, zum anderen kann das Antibiotikum per Tabletten oder Infusion oftmals nicht stark genug dosiert werden, um am Implantat alle Erreger abzutöten. Das Implantat lockert sich, es muss daher ein neues eingesetzt werden. Doch wie kann man vermeiden, dass hier erneut eine Infektion auftritt?
Wirksamkeit um ein Vielfaches erhöhen
Forscher der Fraunhofer-Institute für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME, für Zelltherapie und Immunologie IZI und für Toxikologie und Experimentelle Medizin ITEM haben im Projekt „Synergy-Boost“ eine Therapie entwickelt, um erneute Infektionen zu vermeiden. „Das benötigte Antibiotikum kann direkt auf das zweite Implantat aufgebracht werden – es ist somit gleich dort, wo es benötigt wird“, sagt Kai Borcherding, Wissenschaftler am Fraunhofer IFAM. „Zudem haben wir die synergistische Wirkung von Antibiotika und Silberionen erforscht und können die Wirksamkeit damit deutlich steigern.“ Das heißt: Sowohl das Antibiotikum als auch die Silberionen töten die Keime ab, allerdings ist die Wirkung erheblich intensiver als die Summe ihrer Einzelwirkungen – sie verstärken sich also gegenseitig.
Wirksamste Kombination identifiziert
Zwar ist bereits seit längerem bekannt, dass Silberionen die Wirkung von Antibiotika beträchtlich steigern können, doch gab es dazu nur vereinzelte Experimente. Denn das geeignete Verhältnis von Silberionen und Antibiotika hängt nicht nur vom verwendeten Medikament, sondern auch von dem Keim ab, der abgetötet werden soll. Die Forscher am Fraunhofer IME haben daher zunächst großangelegte Sceenings durchgeführt: Sie untersuchten 20 verschiedene Antibiotika in unterschiedlichen Verhältnissen mit Silberionen an vier Leitkeimen – insgesamt über 9000 Proben – und identifizierten somit die wirksamsten Kombinationen.
Antibiotikum lokal aufbringen
Die Forscher strukturierten die Oberfläche des Implantats so, dass das erregerspezifische Antibiotikum direkt aufgenommen werden kann. Die silberhaltige Beschichtung bringen sie im Vakuum auf der Oberfläche des Implantats auf. Die Schichtentwicklung ist bereits abgeschlossen, nun folgt der Wirksamkeitsnachweis am Fraunhofer IZI und am Fraunhofer ITEM.
Auf der Messe Compamed stellen die Forscher diese Implantatoberflächen vom 12. bis 15. November 2018 in Halle 8a, an Stand P13 aus.
