Bessere Nanostrukturen wehren Bakterien ab

Experten der London South Bank University nehmen sich Oberflächen aus der Natur zum Vorbild

Zikadenflügel können Bakterien schnell töten (Foto: Frank Hollenbach/pixelio.de)

London/Bochum (pte001/08.04.2021/06:00) - Forscher der London South Bank University https://lsbu.ac.uk haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sie feinste Strukturen auf Oberflächen herstellen können. Diese Strukturen entnehmen sie der Natur. Sie finden sie etwa auf den Flügeln von Zikaden und Libellen oder auf Lotusblättern. Einige dieser strukturierten Oberflächen, die die Natur innerhalb von Millionen Jahren optimiert hat, haben spezielle Eigenschaften. Sie können beispielsweise Bakterien töten.

Implantataustausch überflüssig

"Manche Objekte in der Natur haben einzigartige Eigenschaften. Wir können diese Oberflächen mit unseren hochpräzisen technischen Instrumenten ebenfalls herstellen", sagt Präzisionsmechaniker Saurav Goel. Speziell sollen mit diesen Oberflächenstrukturen Implantate ausgestattet werden, die häufig wegen bakteriellen Befalls vorzeitig ausgetauscht werden müssen.

Die Mehrheit der Infektionen wird durch Staphylokokken und Streptokokken hervorgerufen. Würden die strukturierten Oberflächen allein diese Bakterien zuverlässig abtöten, so würde die Zahl der Infektionen um 90 Prozent sinken, sagt Oliver Pearce vom Milton Keynes University Hospital http://mkuh.nhs.uk aus Buckinghamshire, der an der Entwicklung mitarbeitet.

Start mit virtuellem 3D-Modell

Zunächst erstellen die Forscher ein virtuelles 3D-Modell der gewünschten Oberfläche. Dieses wird dann von einem in fünf Achsen beweglichen Laser in die Oberfläche eingebrannt. Lässt sich in klinischen Tests beweisen, dass die so produzierten Oberflächen Bakterien wirksam bekämpfen, könnten die Kosten für die Gesundheitssysteme enorm sinken, weil der teure Austausch von Implantaten drastisch zurückginge.

Welche der Natur abgeschauten Oberflächen die beste Wirkung haben, müssen die Forscher noch herausfinden. Gute Chancen hat die Struktur des Zikadenflügels. Eine australische Arbeitsgruppe hat herausgefunden, dass sie mit Säulen bedeckt sind, die extrem spitz sind. Forschern an der Ruhr-Universität Bochum http://rub.de ist es bereits gelungen, mithilfe einer Sputteranlage derartige Säulen aus Metall herzustellen. Das Verfahren ist für die Serienfertigung jedoch zu langsam.

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