Eisenpartikel könnten Infektionen an Implantaten bekämpfen

Von: ddp
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Ein RFID-Chip, der in den menschlichen Körper implantiert werden kann. Foto: ddp

Memphis. US-Forscher wollen hartnäckigen Infektionen auf Kathetern und Gelenkprothesen mit winzigen Teilchen aus oxidiertem Eisen zu Leibe rücken. Im Gegensatz zu vielen Medikamenten sind die nur wenige Millionstel Millimeter großen Eisenoxidpartikel nämlich in der Lage, die gefürchteten Biofilme anzugreifen und die Keime darin abzutöten, wie die Wissenschaftler in ersten Laborversuchen zeigen konnten.

Solche Biofilme entstehen, wenn sich Bakterien beispielsweise auf medizinischen Implantaten ansiedeln und eine extrem effektive Schutzschicht um sich herum aufbauen. Einmal gebildet, schirmt dieser Film die Bakterien vor nahezu allen Antibiotika ab, so dass die Infektion kaum in den Griff zu bekommen ist und das Implantat meist entfernt werden muss.

Die neuen Nanoteilchen könnten in Zukunft eine schlagkräftigere Alternative zu den Medikamenten werden - vorausgesetzt, sie schädigten den Organismus nicht, schreiben Erik Taylor von der Brown-Universität in Providence und seine Kollegen im Fachmagazin „International Journal of Nanomedicine”.

Taylor und sein Team konzentrierten sich bei ihren Tests auf ein Bakterium namens Staphylococcus epidermidis. Es ist ein normalerweise harmloser Bewohner von menschlicher Haut und von Schleimhäuten. Gelangt das Bakterium jedoch beispielsweise mit einer Gelenkprothese oder einem Katheter in den Körper immungeschwächter Personen, kann es sich auf den Implantaten festsetzen und bildet dort die widerstandsfähigen Biofilme. S.epidermidis gilt als häufigster Verursacher von Infektionen an Implantaten.

Da sich Eisen bereits in der Vergangenheit als effektive Waffe gegen das Bakterium erwiesen hatte, testeten die Wissenschaftler jetzt die Wirkung von eisenhaltigen Nanopartikeln auf einen Biofilm aus S. epidermidis. Dazu erzeugten sie Eisenoxidteilchen mit bestimmten magnetischen Eigenschaften, die im Durchschnitt nur acht Nanometer groß waren, gaben sie auf das infizierte Implantat und platzierten einen Magneten darunter.

Tatsächlich half die Zugkraft des Magneten den Nanopartikeln, in den Biofilm einzudringen, wie die Forscher beobachteten. Anschließend war es dann für die winzigen Teilchen ein leichtes, auch in die Bakterienzellen zu gelangen und diese abzutöten. Auf diese Weise seien bereits nach 48 Stunden ein Drittel aller Bakterien auf dem Implantat ausgemerzt gewesen und nach sechs Tagen sowie drei Injektionen habe es überhaupt keine lebenden Keime mehr gegeben, berichten die Forscher.

Eisenhaltige Substanzen eignen sich unter anderem auch deswegen gut für derartige Anwendungen, weil die Teilchen mit Hilfe von Magnetfeldern gezielt an bestimmte Stellen im Körper dirigiert werden können. Gleichzeitig ist es möglich, ihren Weg über Verfahren wie die Magnetresonanztomografie zu verfolgen. Als nächstes wollen Taylor und seine Kollegen untersuchen, ob die Mini-Teilchen auch gegen andere Bakterien eingesetzt werden können. Dann sollen erste Tests mit Implantaten in Tierversuchen folgen.
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