Erforschung räumlich getrennter "on demand" multifunktioneller Polymerkompartimente für Anwendungen im Bereich antibakterieller und einheilungsfördernder Implantatbeschichtungen (PolyAntiBak)

In Deutschland werden jährlich etwa 500.000 Hüft- und Knieprothesen implantiert. Dabei kommt es in einigen Fällen zu so genannten „implantatassoziierten“ Infektionen. Diese sind besonders gefährlich, wenn dabei multiresistente Keime der Auslöser sind. 

Ziel des Vorhabens ist es, einen Durchbruch bei der Bekämpfung antibiotikaresistenter Keime im Kontext mit derartigen Infektionen zu erreichen. Die hier verfolgte Idee setzt dabei auf eine neuartige Vorgehensweise, die sich bislang in keiner einschlägigen Fachliteratur findet. 

Im Vorhaben sollen dazu aus Polymeren aufgebaute Bläschen, so genannte Polymersome, entwickelt werden, die sich als Beschichtung auf der Oberfläche von Implantaten anbringen lassen. Die Polymersome sind zum einen antibakteriell wirksam und können zum anderen menschliche Körperzellen vor der Zerstörung durch die Bakterien schützen. Ihr besonderes Merkmal ist, dass sie Bakterien einschließen und diese in einem abgesonderten Raum isolieren und zerstören. Dies geschieht, ohne dabei das Gewebe in der Umgebung des Implantats in Mitleidenschaft zu ziehen. Die Polymersome agieren somit wie „künstliche weiße Blutkörperchen“ (Phagozyten)

Eine entscheidende Herausforderung für die Forscher ist es, die Polymer-Bläschen in ausreichend großer Zahl stabil auf der Oberfläche der Implantate anzubringen (zu „immobilisieren“), ohne dass die Bläschen dabei Schaden nehmen. Ziel ist es, Bläschen in mehreren Lagen übereinander zu erhalten, die dann länger als ein Jahr nach der Implantation aktiv sind. Sowohl die Herstellung der Polymersome als auch die Beschichtung der Implantate muss am Ende in größerem Maßstab funktionieren, um für die Medizintechnikindustrie interessant zu sein. 

Für dieses Projekt hat sich ein sehr interdisziplinäres Team zusammengefunden mit Fachwissen aus den Bereichen der Polymersynthese, der Zellbiologie, der Beschichtungstechnologien und der vorklinischen und klinischen Erprobung. Alle Partner haben langjährige Erfahrungen in der Überführung von Medizinprodukten aus der Forschung in die Anwendung, damit bei erfolgreichem Projektverlauf eines Tages Patienten von der neuen Technologie profitieren können.