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Science
04/12/2020

So tötet Metall Bakterien besonders effizient

Forscher haben eine einfache Methode entwickelt, um die antibakteriellen Eigenschaften von Metallen zu verstärken.

von Martin Stepanek

Dass bestimmte Metalle wie Kupfer antibakterielle Eigenschaften haben, ist seit Jahrhunderten bekannt. Normalerweise dauert es jedoch mehrere Stunden, bis Bakterien durch die Berührung mit dem Metall absterben. Vor allem glatte Oberflächen und der dadurch eingeschränkte direkte Kontakt verhindern das schnelle Abtöten. Wissenschaftler der Purdue University in den USA haben nun eine einfache Methode entwickelt, mit denen die antibakterielle Wirkung von Kupfer um ein Vielfaches erhöht werden kann.

Raue Oberfläche gegen Bakterien

Dazu unterzogen sie eine Kupferplatte einfach einer Laserbehandlung. Im Zuge des Prozesses wird die Oberfläche mit winzigen Mustern sozusagen aufgeraut. Da es sich dabei um Nanostrukturen handelt, sind diese für das freie Auge kaum sichtbar. Bakterien hingegen finden nach der Laserbehandlung aber keine glatte Oberfläche mit wenigen Kontaktpunkten wieder, sondern kommen durch die winzigen Erhebungen häufiger und schneller in direkten Kontakt mit der Oberfläche.

Den Forschern zufolge starben Bakterien, die mit einer derartigen Kupferoberfläche in Kontakt kamen, um ein Vielfaches schneller ab als auf unbehandelten Metallen. Im Kampf gegen das Coronavirus biete das Verfahren keinen Mehrwert, da diese wesentlich kleiner als typische Bakterien seien. Bei der Erzeugung von Medizinprodukten wie etwa Implantaten könnte die Laserbehandlung aber wesentliche Vorteile bieten, sind die Wissenschaftler überzeugt.

Weniger Antibiotika notwendig

Kann das Bakterienwachstum auf Implantaten allein durch das Material verhindert werden, könnte man in vielen Fällen auf die vorbeugende Verabreichung von Antibiotika bei Patienten verzichten und so verhindern, dass immer mehr Bakterienstämme immun dagegen werden. Durch die leicht aufgeraute Fläche könnten sich derartige Oberflächen auch besser mit körpereigenen Zellen verbinden - etwa bei Knochenimplantaten.

Metalloberfläche vor der Laser-Behandlung

Metalloberfläche nach der Laser-Behandlung

Nach ihren erfolgreichen Experimenten mit Kupfer sollen nun weitere Versuche mit anderen Metallen, aber auch Polymeren folgen. Durch das einfache und leicht skalierbare Verfahren könnte man künftig bei einer Vielzahl an Materialien auf umweltschädliche Beschichtungen verzichten. Anstatt einer zusätzlichen Schutzschicht, welche die Bakterienbildung nur temporär verhindert, könnten von Haus aus antibakterielle Materialien mittels Lasergravur permanent geschützt werden, erklären die Forscher.