Antibakterielle Implantate

BAI-Infektionen (biomaterial-assoziierte Infektionen) bei Implantaten gehen vor allem auf Staphylococcus aureus und Koagulase-negative Staphylokokken zurück und sind mit Antibiotika kaum zu behandeln, was alternative Ansätze im Kampf gegen diese Infektionen erfordert.

Ziel des EU-finanzierten Projekts BALI (Biofilm alliance) ist es nun, hochinnovative Technologien zur Vermeidung von BAI zu kombinieren. Soll sollen synthetische antibakterielle Peptide entwickelt werden, die Biofilme verhindern, so genannte SAAP (synthetic antimicrobial and anti-biofilm peptides) sowie ein System, mit dem Oberflächen von Biomaterialien entsprechend beschichtet werden können.

Als Grundlage für die Entwicklung weiterer Peptide diente den Forschern das synthetische Peptid OP-145, da es stark entzündungshemmend, antimikrobiell und gegen Biofilme wirkt. Das humane antimikrobielle Protein Thrombocidin-1 in Blutplättchen war eine der Vorlagen zur Synthese von SAAP. An 10 Peptiden wurde bislang getestet, inwieweit sie gegen ein breites Spektrum grampositiver und –negativer Erreger wirken.

Analysen der Wirkungsweise dieser SAAP deuten darauf hin, dass sie nicht nur die Bildung von Biofilmen verhindern, sondern auch stark entzündungshemmend wirken. In-vitro-Experimente belegten, dass OP-145 sowohl Membranen von Bakterien als auch Säugetieren angreift.

Die kontrollierte Freisetzung von SAAP erfolgte mittels PolyPid-Polymer-Lipid-basierter Wirkstoffabgabeplattform. Nachdem die Plattform umfassend optimiert wurde, wurde sie mit Erfolg bei der Beschichtung von Implantaten in verschiedenen Tiermodellen getestet. Beim Kontakt mit S. aureus verhinderten die SAAP eine Infektion des Tiermodells, was in hohem Maße auf das klinische Potenzial hindeutet.

Das Konsortium geht davon aus, dass dieser Ansatz nicht nur Biofilmen, sondern auch Antibiotikaresistenzen entgegenwirken kann. Angesichts der zunehmenden Zahl von Hüftfrakturen in Europa dürften mit BALI das Infektionsrisiko wie auch Operations- und Krankenhauskosten sinken.