Prof. Dr. Wolfgang Maison (Universität Hamburg) und Dr. rer. nat. Davar Feili (Justus-Liebig Universität Gießen) zu Gast bei timm, dem Kooperationsnetzwerk für die Medizinwirtschaft. (Foto: timm)
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Hygiene spielt vor allem im Krankenhaus, in der Medizintechnik, in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie eine wichtige Rolle. Funktionalisierte Materialien und deren Anwendungen in der Medizin, besonders in den Bereichen Implantatmedizin und Oberflächenbehandlungen, gewinnen immer mehr an Bedeutung. Für das am 28. März in Gießen veranstaltete Expertengespräch konnte timm zwei Referenten gewinnen, die auf diesem Gebiet forschen und ihre Arbeiten in Vorträgen vorstellten.

Prof. Dr. Wolfgang Maison war 2006 - 2011 als Professor an der Universität Gießen am Institut für Organische Chemie tätig. Seit 2011 leitet er als Professor für pharmazeutische Chemie an der Universität Hamburg die Abteilung für Pharmazeutische und Medizinische Chemie. Er ist Leiter des TransMIT-Projektbereichs für biomimetische Oberflächenbeschichtung.

Im Bereich der funktionellen Oberflächenmodifikation sind in jüngster Zeit in einem breiten Spektrum von Anwendungsfeldern erhebliche Fortschritte erzielt worden. Vor allem in der Medizin können sich geeignete Oberflächenfunktionalisierungen als außerordentlich nützlich erweisen. Mehrere Verfahren zur selektiven chemischen Funktionalisierung von Metalloberflächen wurden etabliert, deren Design sich an den Prinzipien natürlicher Vorbilder orientiert.

Aufgrund der synthetisierten Verbindungen zur Funktionalisierung von Metall- und Knochenoberflächen ist es möglich, eine dauerhafte und stabile Oberflächenbeschichtung zu erreichen. Als natürliches Vorbild dient dabei die, unter anderem vom Biofouling an Schiffsrümpfen bekannte, einzigartige Anhaftungsfähigkeit von Muscheln. Die sogenannten Muscheladhäsionsproteine zählen zu den stabilsten Klebstoffen, die in der Natur vorkommen.

Aus den damit verknüpften Eigenschaften ergibt sich ein weites Feld von Einsatzmöglichkeiten. Da mit den neuartigen Verbindungen dauerhafte Oberflächenbeschichtungen, sowohl auf medizinisch relevanten Metallen wie etwa Eisen oder Titan, als auch direkt auf Knochen und Zähnen realisiert werden können, sind sie beispielweise für orthopädische Implantate oder Zahnimplantate von hohem Interesse. "So können etwa durch die Beschichtung Infektionen und das Biofouling, also die Anlagerung von Bakterien und Proteinen, verhindert sowie das Anwachsen des Knochens deutlich verbessert werden", erläutert Prof. Maison.

Dr. Davar Feili, der am 1. Physikalischen Institut der Justus-Liebig Universität in Gießen am Fachbereich Physik tätig ist und den TransMIT Projektbereich für Ionenquellen und Materialbearbeitung leitet, referierte über die Oberflächendesinfektion mit Plasmen.

Hierbei handelt es sich um ein Konzept zur Desinfektion mit kaltem Plasma, welches bakterizide, fungizide und viruzide Eigenschaften besitzt. Es begründet den neuen Bereich der Plasmamedizin. Es kommen Plasmen mit niedrigen Temperaturen zum Einsatz, welche zeitsparend auch Antibiotika-resistente Erreger sogar durch die Kleidung abtöten können. Somit eignen sich Plasmen zum Beispiel zur Desinfektion von Gegenständen, zur Handdesinfektion oder zur Behandlung von schlecht heilenden chronischen Wunden. Plasmageräte für den Hausgebrauch könnten bald desinfizierende Tinkturen, Salben oder Sprays ersetzen oder ergänzen.

Grundsätzlich versteht man unter Plasma ein teilweise bis vollständig ionisiertes Gas, welches aus neutralem Gas, geladenen Elektronen und Ionen und angeregten Atomen und Molekülen besteht. Neben den desinfizierenden Eigenschaften von Plasmen können die angeregten Teilchen eines Plasmas die Durchlässigkeit von Zellmembranen erhöhen und somit das Eindringen von aktiven Wirkstoffen verbessern.

Die Plasmadesinfektion, wie auch die gesamte Plasmamedizin, ist ein vielversprechender Forschungsschwerpunkt. Die Anwendungsgebiete reichen dabei weit über die Sterilisation von Ausrüstungen und Oberflächenmodifikation und –reinigung hinaus. Sie umfassen ebenfalls die Hygiene und Kosmetik, bis hin zur Wundversorgung, Dermatologie, Zahnheilkunde und Chirurgie.
"Plasma can heal - Plasma kann heilen", so die Vision von Dr. Feili.

timm Expertengespräche finden in regelmäßigen Abständen in den Räumen der TransMIT GmbH in Gießen statt. Wissenschaftler der Region Mittelhessen stellen ihre aktuellen Forschungsschwerpunkte vor. Durch den direkten Kontakt mit den Akteuren der Medizinwirtschaft bietet timm mit diesem Veranstaltungsformat eine Plattform zur Anbahnung von Kooperationen an.

Die nächste timm-EXPERT Veranstaltung findet am 19. Juni zum Thema Optik in der Medizintechnik - Endoskopie statt.