Materialforschung: Glitschige Oberfläche lässt Bakterien abgleiten

Überall siedeln Bakterien, eine neue Beschichtung könnte dem ein Ende setzen: Sie ist so glitschig, dass neben Blut und Wasser auch Bakterienkolonien abgleiten. Die Technologie könnte helfen, medizinische Geräte rein zu halten.

Keine Chance für Bakterien: An den beschichteten Stellen (hell) fehlt der Biofilm Zur Großansicht
Joanna Aizenberg/ Rebecca Belisle/ Tak-Sing Wong

Keine Chance für Bakterien: An den beschichteten Stellen (hell) fehlt der Biofilm

Bakterien besiedeln alle festen Oberflächen. Sie befinden sich auf Kupferrohren genauso wie auf der Haut, auf stählernen Schiffsrümpfen oder auf Glaskathetern. In den meisten Fällen sind sie unbedenklich, manchmal bloß ein Ärgernis, in manchen Fällen können sie jedoch auch gefährlich werden. Dies ist vor allem gegeben, wenn Bakterien Nahrungsmittel verunreinigen oder an medizinischen Geräten haften und Infektionen auslösen.

Die Abwehr dieser sogenannten Biofilme ist schwierig, kostenintensiv und bei manchen medizinischen Geräten wie Kathetern oder Implantaten häufig nicht möglich. Eine neue Beschichtung könnte nun helfen: Sie ist so glitschig, dass Bakterien abgleiten. Auf diese Weise können Biofilme auf Oberflächen drastisch reduziert werden, berichten die Forscher um Alexander Epstein von der Harvard University im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences".

Bei den Tests verhinderte die Glitsch-Oberfläche über einen Zeitraum von sieben Tagen 99,6 Prozent der Besiedelungen mit Pseudomonas aeruginosa, 97,2 Prozent der Besiedelungen mit Staphylococcus aureus und 96 Prozent der Besiedelungen mit Escherichia coli. Alle drei Bakterienstämme können unter Umständen gefährliche Infektionen verursachen.

Antihaftbeschichtung nach dem Vorbild der Kannenpflanze

Bei der Entwicklung der Antihaftbeschichtung hatten sich die Wissenschaftler an der Oberfläche der fleischfressenden Kannenpflanze orientiert, die Ergebnisse präsentierten sie im September vergangenen Jahres im Fachjournal "Nature". Die Fangblätter der fleischfressenden Pflanze sind derart glitschig, dass sich Insekten weder mit Hafthaaren noch mit Öl imprägnierten Fußpolstern festhalten können. Sie gleiten in den Tod.

Um das Prinzip der Antihaftoberfläche zu imitieren, überzogen die Forscher ein poröses Material mit einer Flüssigkeit. An dem Film können weder Wasser, noch Öl, noch Blut, und eben auch keine Bakterien haften bleiben. "Indem wir eine flüssigkeitsüberzogene glitschige Oberfläche erzeugen, nehmen wir den Bakterien den festen Untergrund, den sie benötigen, um Kolonien zu bilden", sagt Epstein. Aufgrund des glitschigen Flüssigkeitsfilms heißt die Technologie Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces, kurz Slips.

Der Antihafteffekt bestehe sowohl in einer statischen Umgebung als auch in einem flüssigen Umfeld, schreiben die Forscher. Die Beschichtung sei zudem nicht giftig, könne sich selbst reinigen und kleine Schäden selbst heilen. Dadurch eigne sie sich gut für medizinische Geräte, die mit Körperflüssigkeiten interagieren. Aber auch Anwendungen in der Industrie oder bei anderen Produkten, die Kontakt mit Konsumenten haben, seien denkbar, berichten die Wissenschaftler.

irb

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