Antimikrobielle Nanokomposit-Beschichtungen gegen Katheter-assoziierte Harnwegsinfektionen
Katheter-assoziierte Harnwegsinfektionen (CAUTIs) stellen in Krankenhäusern eine große Herausforderung dar. Die derzeit auf dem Markt erhältlichen Lösungen bestehen darin, antimikrobielle Mittel und Antiseptika in Katheter einzubauen. Probleme wie die unkontrollierte Freisetzung, die zu unerwünschter Toxizität führt, sowie die Verbreitung antimikrobieller Resistenzen verringern jedoch die Wirksamkeit dieser Lösungen.
Darüber hinaus können herkömmliche Antibiotika festsitzende Bakterien und stoffwechselunterdrückende Bakterien im Biofilm nicht wirksam beseitigen, was die Erforschung alternativer Strategien erforderlich macht. Hier stellen die Forschenden eine neuartige Polymer-Nanokomposit-Beschichtung vor, die beschichteten Urinkathetern schnelle antimikrobielle und Anti-Biofilm-Eigenschaften verleiht. Sie haben Harnkatheter auf Silikonbasis in einem einstufigen Beschichtungsprozess mit einem organolöslichen antimikrobiellen Polymer-Nanokomposit (APN) beschichtet, das hydrophobes quaternisiertes Polyethylenimin und Zinkoxid-Nanopartikel enthält. Die beschichteten Oberflächen töteten innerhalb von 10-15 Minuten arzneimittelresistente Bakterien, darunter E. coli, K. pneumoniae, MRSA und S. epidermidis, sowie arzneimittelresistente C. albicans-Pilze ab. APN-beschichtete Katheter zeigten eine starke bakterizide Aktivität gegen uropathogene Stämme von E. coli, selbst bei Inkubation in menschlichem Urin.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen das FARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 26.11.2024 in Essen. Es bleibt kein Geheimnis, welche Mechanismen hinter den verschiedenen modernen Funktionalitäten stecken und welche Rolle die Nanotechnologie spielt. Wenn Sie Ihren Kund:innen Beschichtungen mit dem gewissen Extra liefern wollen, sollten Sie dieses Seminar besuchen.
Darüber hinaus wurde die Stabilität der Beschichtung und die Beibehaltung der antimikrobiellen Aktivität auch nach mehreren Waschvorgängen bestätigt. Noch wichtiger ist, dass diese Beschichtung die Bildung von Biofilmen auf der Katheteroberfläche verhinderte und eine schnelle Inaktivierung von metabolisch unterdrückten Zellen in der stationären Phase und von Persisterzellen zeigte. Die Fähigkeit der beschichteten Oberflächen, bakterielle Membranen zu zerstören und die Bildung intrazellulärer reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) zu induzieren, wurde mit verschiedenen Techniken wie elektronenmikroskopischer Bildgebung, Durchflusszytometrie sowie Fluoreszenzspektroskopie und Mikroskopie untersucht. Die Oberflächenbeschichtungen erwiesen sich in einem In-vivo-Mäusemodell als biokompatibel. Unser einfaches Ein-Schritt-Beschichtungsverfahren für Katheter birgt ein erhebliches Potenzial, da es in der Lage ist, multiresistente Bakterien und Pilze zu bekämpfen und das Problem der Biofilmbildung zu lösen. Diese Arbeit bringt uns der Verbesserung der Patient:innenversorgung und Sicherheit in Krankenhäusern einen Schritt näher.
Quelle: Nanoscale, Ausgabe 23, 2024