Neue Verfahren für Kampf gegen Keime: Maßgeschneiderte antimikrobielle Beschichtungen

Erst kürzlich veröffentlichte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) eine Liste mit 12 Bakterienfamilien, die resistent gegen herkömmliche Antibiotika sind. Aber nicht nur in Krankenhäusern sind gefährliche Keime zu finden – sie lauern überall. Das deutsche Magazin „Testbild“ hat zehn Berliner Hotelzimmer auf Hygiene getestet und in acht davon eine „außergewöhnlich hohe Konzentration an multiresistenten Staphylokokken“ gefunden. Das klingt alarmierend.

Es wird daher nicht allein mit Hochdruck an neuen Antibiotika gearbeitet, sondern auch an antimikrobiellen Beschichtungen und Verfahren zur Keimreduzierung und -vernichtung auf Oberflächen von Alltagsgegenständen, vor allem auf Oberflächen von Medizinprodukten.

Am Fraunhofer FEP arbeiten Wissenschaftler bereits seit einigen Jahren an antibakteriellen Beschichtungen für textile und polymere Oberflächen, die hochwirksam und trotzdem zellverträglich sind. Zur Beschichtung werden PVD-Prozesse (physical vapor deposition) eingesetzt, um effizient und maßgeschneidert größere Flächen zu beschichten. Die Wissenschaftler machen sich beispielsweise die antibakterielle Wirkung von Silber und Kupfer zunutze. Zusätzlich wirken oberflächenmorphologische als auch energetische Charakteristika der bakteriellen Adhäsion entgegen, das heißt: Keime können sich gar nicht erst an der Oberfläche anlagern. Diese Strategie wird auch bei der Oberflächenmodifizierung von Beschichtungen mittels nicht-thermischer Elektronenstrahltechnologie genutzt, wodurch die Adhäsionseigenschaften von Oberflächen gezielt angepasst werden können.

„Besonders wichtig ist die passgenaue Wirkstofffreisetzung und Mischung bei antibakteriellen Metallschichten, um eine hohe Wirksamkeit im Kampf gegen Keime bei gleichzeitig guter Zellverträglichkeit zu gewährleisten“, erläutert Dr. Jessy Schönfelder, Leiterin der Gruppe Medizinische Applikationen am Fraunhofer FEP. „Mit unserem Know-how können wir für jeden Einsatzzweck das geeignete Mischverhältnis herstellen und auf die Oberflächen aufbringen.“

Die Wirksamkeit und die Mechanismen der aus den Beschichtungen diffundierenden antibakteriell wirkenden Metallionen wurden mittels mikrobiologischer Verfahren anhand von Escherichia coli K12-Bakterien untersucht. Zellbiologische Experimente zeigten zudem die Zellverträglichkeit solcher Beschichtungen.

Die Wissenschaftler stehen nun bereit, Schichten für jeden Anwendungsfall im Kampf gegen Keime maßgeschneidert zu entwickeln.

Auf der Konferenz und Messe SVC TechCon vom 29. April bis 4. Mai 2017 in Providence, Rhode Island, USA, präsentieren die Wissenschaftler des Fraunhofer FEP diese Beschichtungstechnologien am Messestand Nr. 319 und während der Konferenz.
Fraunhofer FEP auf der SVC TechCon
29. April – 4. Mai 2017, Providence, Rhode Island, USA:
Messestand: Stand Nr. 319

Montag, 1. Mai 2017:
10:40 Uhr
Session: WebTech Roll-to-Roll Coatings for High-End Applications I, 553AB
Roll to roll deposition of transparent electrodes on permeation barrier coatings
Matthias Fahland, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

14:00 Uhr
Session: Coatings and Processes for Biomedical & Environmental Applications I, 553AB
Silver/copper-mixed layers as antimicrobial surface coating
Jessy Schönfelder, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

15:00 Uhr
Session: Coatings and Processes for Biomedical & Environmental Applications I, 553AB
Low Energy Electron Beam Irradiation of Liquids for Medical Applications
Javier Portillo, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

16:00 Uhr
Session: Coatings and Processes for Biomedical & Environmental Applications II, 553AB
DLC for medical-technical applications modified by electron beam
Jessy Schönfelder, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

16:20 Uhr
Session: Coatings and Processes for Biomedical & Environmental Applications II, 553AB
Low Energy Electron Beam Sterilization for Medical Technical Applications
Javier Portillo Casado, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

Dienstag, 2. Mai 2017:
10:20 Uhr
Session: WebTech Roll-to-Roll Coatings for High-End Applications II, 553AB
Sponsored Student: Roll-to-roll deposition of permeation barrier layers using a rotatable dual magnetron system
Anika Himmler, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

Mittwoch, 3. Mai 2017:
10:20 Uhr
Session: Large Area Coatings I, Ballroom BC
Recent Developments of Optimized ITO Coatings on Ultra-Thin Flexible Glass in S2S and R2R processes
Manuela Junghähnel, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

POSTER Session

Dienstag, 2. Mai 2017: 14:00 – 15:30 Uhr
Influence of Thin-Film Properties on the Reliability of ultra-thin Glass
Jasper Westphalen, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

Nanostructuring on polymer surfaces by magnetron plasma treatment
John Fahlteich, Fraunhofer FEP, Dresden, Germany

Quellen
www.who.int/mediacentre/news/releases/2017/bacteria-antibiotics-needed/en
www.ptext.de/nachrichten/testbild-hotelketten-test-multiresistente-keime-hotelzimmern-foto-1190449

Pressekontakt:

Frau Annett Arnold

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP
Telefon +49 351 2586 452 | annett.arnold@fep.fraunhofer.de
Winterbergstraße 28 | 01277 Dresden | Deutschland | www.fep.fraunhofer.de

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