Prisma

Keimen an den Kragen gehen

Neue Kupferstruktur überzeugt

Foto: vvoe/AdobeStock

Kupfer (hier roh) wirkt antimikrobiell.

dab | Resistente Keime sind ein zunehmendes Problem. Auf Oberflächen versucht man schon seit Längerem mit dem Einsatz von Metallen einen antibakteriellen Effekt zu erzeugen. Auch Kupfer kann für diesen Zweck eingesetzt werden, allerdings wirkt es unbearbeitet nur recht langsam. Jetzt haben australische Wissenschaftler eine neuartige Kupferoberfläche entwickelt, die weit mehr kann als die bisherigen. Zum Vergleich: Auf einer herkömmlichen Kupfer-Oberfläche dauert es 240 Minuten, bis 96,75% des Erregers Staphylococcus aureus eliminiert wird. Das neu entwickelte Material schafft eine > 99,99% Reduktion in nur zwei Minuten. Haftet ein Bakterium an dieser speziellen Oberfläche, kommt es zu einer Bläschenbildung, die Integrität der Bakterienmembran geht verloren und es treten intrazelluläre Bestandteile aus. Hierbei geht es den Bakterien durch einen syn­ergistischen Effekt an den Kragen: Zytotoxische Kupfer-Ionen werden aus der Mikro-Nano-Struktur des Materials schnell abgegeben und können die Zelle effektiv schädigen. Dazu ist die Oberfläche superhydrophil, was eine mechanische Deformation der Bakterienzelle bewirkt. Seit ein paar Jahren weiß man um Nanostrukturen, die Tiere als Schutz gegen Bakterien nutzen. Auf dieser Basis wurde viel geforscht, aber es hat sich gezeigt, dass es nicht nur auf mechanische, sondern auch auf die chemischen ­Effekte des Materials ankommt. Das haben die Forscher nun berücksichtigt. Kupfer zeigt sich als geeignet, weil es kontinuierlich Ionen abgibt und in Zellen vermutlich direkt oxidative Schäden verursacht und die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies fördert. Vorteilhaft ist auch der relativ günstige Preis. Die neu entwickelte Oberfläche könnte an Kontaktflächen, wie Türgriffen und ähnlichem, z. B. in Krankenhäusern oder öffentlichen Verkehrsmitteln eingesetzt werden sowie in Filtern für Atemschutz­masken oder Belüftungssystemen. |

Literatur

Smith JL et al. Robust bulk micro-nano hierarchical copper structures possessing exceptional bactericidal efficacy. Biomaterials 2022;280:121271

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