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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Bio-selektive bakteriostatische und fungistatische Materialien aus rekombinanten Spinnenseidenproteinen

Donnerstag (19.09.2019)
16:30 - 17:00 Uhr Florenz

Pathogene mikrobielle Oberflächenkontaminationen von beispielsweise Medizinprodukten und die damit verbundenen Infektionsrisiken sind insbesondere im öffentlichen Gesundheitswesen ein schwerwiegendes Problem. Die Besiedlung mit Mikroben und die anschließende Biofilmbildung sind äußerst problematisch, da Biofilme viel schwieriger zu beseitigen sind als isolierte Mikroben. Darüber hinaus nimmt die Verbreitung antibiotikaresistenter Stämme aufgrund der übermäßigen Verwendung antimikrobieller Wirkstoffe in alarmierender Weise zu. Da ein entscheidender Schritt bei der Biofilmbildung die anfängliche Adhäsion pathogener Mikroben an der Materialoberfläche ist, besteht eine präventive Strategie darin, Materialoberflächen zu entwickeln, die gegen mikrobiellen Befall resistent sind. Dabei gibt es primär zwei Strategien, die entweder als aktiver oder passiver Ansatz bezeichnet werden. Während bei passiv resistenten Oberflächen superhydrophile oder -hydrophobe Polymere, zwitterionische und andere synthetische Polymere verwendet werden, bewirken aktive Materialien wie kationische und amphiphile Polymere, antimikrobielle Peptide und polymere Komposite, die mit antimikrobiellen Wirkstoffen beladen sind, ein Abtöten von Mikroorganismen. In dieser Arbeit wurde ein neuartiger passiver Ansatz entwickelt, der auf der Beobachtung basiert, dass einige Seidenmaterialien in der Natur eine hohe Beständigkeit gegen mikrobiellen Befall aufweisen. Wir haben systematisch die bakteriostatischen und fungistatischen Eigenschaften biotechnologisch hergestellter rekombinanter Spinnenseidenproteine untersucht. Das Adhäsionsverhalten verschiedener Pathogene wurde an 2D - Filmen (glatt und strukturiert) und 3D - Hydrogelen durch Beobachtung der Biofilmbildung und durch rasterkraftmikroskopische Messungen der Adhäsionskräfte einzelner Bakterien auf Spinnenseidenfilmen im Vergleich zu anderen Materialoberflächen analysiert. Darüber hinaus wurde das bioselektive Wachstum von Fibroblasten bei gleichzeitiger Abwehr von Mikroben in Co-Kultur-Experimenten demonstriert. Unsere Ergebnisse zeigen das außerordentliche Anwendungspotenzial rekombinanter Spinnenseidenproteine zur Prävention des mikrobiellen Befalls medizinischer Produkte sowie in zahlreichen anderen Bereichen, wie z.B. in der Lebensmittel- und Textilindustrie.

Sprecher/Referent:
Prof. Dr. Gregor Lang
Universität Bayreuth
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Sushma Kumari
    Universität Bayreuth
  • Elise Desimone
    Universität Bayreuth
  • Prof. Dr. Karin Jacobs
    Universität des Saarlandes
  • Dr. Christian Spengler
    Universität des Saarlandes
  • Dr. Susanne Lücker
    Universitätsklinikum Giessen
  • Prof. Dr. Norbert Krämer
    Universitätsklinikum Giessen
  • Dr. Martina Hudel
    Universitätsklinikum Giessen
  • Prof. Dr. Thomas Scheibel
    Universität Bayreuth