Stimuli-responsive antibakterielle Beschichtungen: Bakterien tötende und freisetzende Mechanismen
Forschende fanden heraus, dass die Kombination verschiedener Stimuli wie pH-Wert, Temperatur, Salzlösung, Licht, Zucker oder deren Kombination eine wirksame Möglichkeit darstellt, die antibakterielle Funktion auf intelligenten Oberflächen auszulösen und zu steuern. Diese Stimuli können eine konformationelle Änderung in responsiven Polymeren bewirken, was wiederum die Benetzbarkeit und andere Eigenschaften der intelligenten Oberfläche beeinflusst, was zur Freisetzung von abgetöteten Bakterien führt.
Um die bakterielle Kontamination biologischer Oberflächen zu verhindern, wurde eine Vielzahl intelligenter antibakterieller Antifouling-Strategien entwickelt, die die Anhaftung von Bakterien reduzieren und anhaftende Bakterien abtöten. Aktuell wurden viele intelligente Beschichtungen entwickelt, die auf äußere Umweltreize reagieren und Bakterien freisetzen. Die Freisetzung abgetöteter Bakterien geht meist mit einer Konformationsänderung des reaktionsfähigen Polymers einher, die auf Veränderungen der äußeren Bedingungen wie pH-Wert, Temperatur und Licht zurückzuführen ist, was wiederum die Benetzbarkeit und andere Eigenschaften der intelligenten Oberfläche beeinflusst.
Ein wichtiger Faktor für die praktische Anwendbarkeit intelligenter antimikrobieller Oberflächen ist jedoch, ob die funktionelle Oberfläche nach der Freisetzung der Bakterien wiederholt regeneriert werden kann. Daher kann eine regenerative intelligente antimikrobielle Strategie, die bakterientötende und freisetzende Funktionen kombiniert, eine wirksame Strategie gegen multiresistente (MDR) bakterielle Infektionen sein. Hier stellen wir verschiedene Stimuli wie pH-Wert, Temperatur, Salzlösung, Licht, Zucker oder Kombinationen davon vor, die die antibakterielle Funktion auslösen können, erläutern den Abtötungs-/Freisetzungsmechanismus und mögliche Anwendungen.
Diese Forschungsarbeit wurde in Progress in Organic Coatings, Band 186, Januar 2024 veröffentlicht.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen heute mehr leisten als nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. Schlagworte wie anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder Haifischhaut sind hier zentral. Einige dieser Technologien sind etabliert, andere stehen noch vor Herausforderungen. Welche Mechanismen dahinterstecken und welche Rolle Nanotechnologie spielt, erfahren Sie im FARBE UND LACK // Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 10.09.2025 in Essen.