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Nach Implantationen drohen Entzündungen
Implantierbare medizinische Geräte und Ersatzgewebe haben die Therapie etlicher Krankheiten revolutioniert. Seien es künstliche Gelenke, Herzschrittmacher oder automatische Elektroschockgeräte - ohne solche Hilfsmittel würden viele Menschen ein viel beschwerlicheres Leben führen oder sogar früher an ihrer Erkrankung sterben.
Die Segnungen der modernen Medizin haben freilich auch ihre Schattenseiten. Was die Einpflanzung künstlicher Gewebe angeht, zählt hierzu insbesondere die Gefahr von Infektionen. Verschiedenen Berichten zufolge kommt es bei rund sechs Prozent der Behandelten zu einem Befall des Implantats mit Bakterien, die entweder bei der Operation eingeschleppt werden oder von einem entfernt gelegenen Infektionsherd stammen. Nun haben amerikanische Forscher ein Verfahren ersonnen, das Implantate besser vor einem Keimbefall bewahren soll.
Idealer Haftgrund für Bakterien
Ein wesentlicher Grund für das erhöhte Risiko einer Bakterienbesiedelung ist, daß die Oberfläche der künstlichen Materialien einen idealen Haftgrund für Mikroben - meist handelt es sich dabei um Staphylokokken - darstellt. Der Körper kann sich gegen die Eindringlinge aber nur bedingt wehren, da er das fremde Gewebe mit einer für die Immunzellen schwer durchdringbaren Bindegewebskapsel umgibt.
Die als Schutz vor dem Fremdkörper dienende Ummantelung enthält außerdem nur wenige Blutgefäße. Aus dem Grund verspricht auch eine Behandlung mit Antibiotika meist wenig Erfolg, zumal die Medikamente ihr Ziel nur schwer erreichen können.
Antibiotikum haftet an Titan
Die Wissenschaftler um Binoy Jose von der Abteilung für Biochemie an der Universität in Philadelphia (Pennsylvania) haben sich bei ihren Untersuchungen auf das Metall Titan konzentriert, das aufgrund seiner günstigen Materialeigenschaften und guten Verträglichkeit in der Implantationsmedizin einen hohen Stellenwert besitzt. Mit verschiedenen chemischen Tricks gelang es den Forschern, das Antibiotikum Vancomycin - eine wirksame Waffe gegen Staphylokokken - fest an der Oberfläche von Titan zu verankern („Chemistry and Biology“, Bd. 12, S. 1).
Die starke Bodenhaftung des Bakterienkillers stellt insofern eine Innovation dar, als das Mittel dabei dauerhaft mit dem Implantat verbunden ist. Die herkömmliche Vorgehensweise besteht demgegenüber darin, das künstliche Material in dem Antibiotikum zu „tränken“. In dem Fall haben die bakterientötenden Mittel aber nur losen Kontakt mit dem Implantat und können daher nach und nach entweichen. Dies dürfte auch einer der Gründe dafür sein, daß der Infektionsschutz vielfach zu wünschen übrigläßt.
Effiziente Strategie
Wie Eric Winstrom, ein Kollege Joses, in einem Gespräch anmerkte, hat die stabile Verflechtung der Bakterienkiller mit dem künstlichen Gewebe noch einen weiteren Vorteil. Die Antibiotika-Moleküle bilden dabei ein dichtes Sicherheitsspalier auf der Oberfläche des Implantats. Aufgrund der räumlichen Nähe können sie immer zu mehreren auf ein und dieselbe Bakterienzelle einwirken. Diese Verteidigungsstrategie sei viel effizienter als jene, bei der sich die Medikamenten-Moleküle als Einzelkämpfer ins Gefecht begeben.
Selbst resistente Keime haben gegen die Mauer aus Antibiotika nach Überzeugung von Winstrom keine großen Chancen. Denn auch gegen solche Widersacher besitzen die Bakterienkiller noch eine gewisse Wehrfähigkeit. Treten die Wirkstoffmoleküle den Erregern in großer Zahl entgegen, reichen ihre vergleichsweise stumpfen Waffen dennoch aus, die Angreifer zu vernichten. Das geht zumindest aus den Berechnungen der amerikanischen Mikrobiologen hervor. Inwieweit diese der Realität entsprechen, wollen Winstrom und seine Kollegen in weiteren Untersuchungen prüfen.
