Forscher behandeln Metalle mit Ultraschall und einer intelligenten Kunststoffschicht, so dass sich Bakterien oder Zellen nicht auf der Oberfläche festsetzen können. Dabei sorgen die Bakterien selbst für die Abstoßungsreaktion.
Bis heute ist es eine Herausforderung, die Wechselwirkungen zwischen Metallen einerseits und lebenden Zellen oder Bakterien andererseits zu kontrollieren. Ein Forschungsteam um Dr. Daria Andreeva-Bäumler, Prof. Dr. Andreas Fery und Prof. Dr. Axel Müller von der Universität Bayreuth stellt jetzt in der Zeitschrift „Advanced Materials“ einen neuartigen Lösungsansatz vor: Sie behandeln dabei Metalle mit Ultraschall. Diese erhalten anschließend eine intelligente Kunststoffschicht, die eine maßgeschneiderte Reaktionsfähigkeit besitzt. Die Beschichtung verhindert, dass sich spezielle Bakterien oder Zellen auf der Oberfläche festsetzen können. Zusammen mit Forschern der Universität Bayreuth waren auch Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Kolloide und Grenzflächen in Golm an dieser innovativen Entwicklung beteiligt.
Deren Anwendungspotenziale sind vielversprechend. In der Medizin beispielsweise werden häufig Implantate aus Metall bevorzugt. Diese sollen von den körpereigenen Gewebezellen akzeptiert werden, doch Bakterien dürfen sich darin nicht festsetzen. Im Schiffbau wiederum würde man gern vermeiden, dass Bakterien und Algen sich unter Wasser in großer Zahl auf dem Schiffsrumpf ansiedeln. Denn ein solcher Biofilm erhöht den Strömungswiderstand und lässt die Transportkosten steigen.
Die polymeren Beschichtungen, die in den Bayreuther Laboratorien bereits erfolgreich erprobt wurden, bestehen aus speziellen kugelförmigen Strukturen, sogenannten Mizellen, die auf den Säuregrad der Umgebung reagieren. Lassen sich nun bestimmte Bakterien auf den Oberflächen nieder, so ändert sich der Säuregrad infolge des bakteriellen Stoffwechsels. Die Mizellen quellen auf und stoßen so die Bakterien ab. Das Besondere an diesen Beschichtungen ist also die Tatsache, dass die Bakterien selbst die Energie für den Abwehrmechanismus (das Aufquellen der Schicht) liefern. „Beim Design einer derart intelligenten Kunststoffschicht ist zu berücksichtigen, dass verschiedene Bakterienarten – und ebenso verschiedene Arten von lebenden Zellen – den Säuregrad ihrer Umgebung unterschiedlich beeinflussen“, erklärt Prof. Dr. Andreas Fery.
Weitere Informationen: www.uni-bayreuth.de/blick-in-die-forschung/05–2011.pdf
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