Mit Licht und Sauerstoff: Wissenschaftler am Universitätsklinikum Regensburg (UKR) haben zusammen mit dem Unternehmen TriOptoTec eine antimikrobielle Beschichtung für Oberflächen auf Basis der Photodynamik entwickelt. Eine Langzeitstudie im Regensburger Universitätskrankenhaus und im Caritas Krankenhaus Sankt Josef hat die Wirksamkeit der Beschichtung getestet.

Bakterien können harmlos sein, sie schützen den Menschen oder werden für eine reibungslose Verdauung im Darm benötigt. Aber es gibt auch andere Bakterien, die verantwortlich für zahlreiche Infektionskrankheiten beim Menschen sind, und bei unzureichender Therapie auch zum Tod führen können. Das Immunsystem des Menschen bietet normalerweise einen wirksamen Schutz gegen solche Krankheitserreger, doch bei Personen mit geschwächtem Immunsystem ist dies nicht immer der Fall. An Orten, an denen zahlreiche Menschen aufeinandertreffen, ist das Risiko von Keimbelastungen größer.

Ein besonders sensibler Bereich ist hier das Krankenhaus, in dem Patienten mit Vorerkrankungen und oftmals geschwächtem Immunsystem behandelt werden. Neben gängigen Vorsichtsmaßnahmen wie Hygieneregeln können neue Wege zur besseren Keimreduzierung beschritten werden. "Die demografische Entwicklung, immer komplexere medizinische Eingriffe sowie der weltweite Anstieg antibiotikaresistenter Bakterien tragen zur Zunahme der im Krankenhaus auftretenden Infektionen bei", erklärt Professor Wulf Schneider, Leiter der Abteilung für Krankenhaushygiene und Infektiologie des UKR.

Krankenhausbakterien überleben oft monatelang

Bei der Übertragung von Krankheitserregern spielen die vielen Oberflächen in der Umgebung der Patienten eine wichtige Rolle. Viele Bakterien können auf diesen Oberflächen über mehrere Monate überleben und infektiös bleiben. Sie bilden eine Art Reservoir für Krankheitserreger, wenn sie nicht ausreichend oft und zuverlässig desinfiziert werden.

Eine völlig neuartige Entwicklung am Universitätsklinikum Regensburg macht jetzt den Krankheitserregern das Leben schwer. Es handelt sich um eine antimikrobielle Beschichtung, die auf alle relevanten Oberflächen im Umfeld des Patienten aufgebracht werden kann. In der Beschichtung befindet sich ein spezieller Farbstoff, welcher für das Auge unsichtbar ist. Der Farbstoff ist in der Lage, die Energie des auf die Oberfläche treffenden Raumlichts an den Sauerstoff in der Beschichtung weiterzugeben.

Der so aktivierte, gasförmige Sauerstoff beginnt dann unmittelbar damit, die Bakterien auf der Oberfläche zu zerstören. Das Wirkprinzip dieser antimikrobiellen Beschichtung wird Photodynamik genannt.

Gasförmiger Sauerstoff vertreibt Bakterien

Diese antimikrobielle Beschichtung entwickelten Wissenschaftler am UKR gemeinsam mit der Firma TriOptoTec. In einer aktuellen Studie wurde diese Beschichtung am Uniklinikum und am Caritas Krankenhaus Sankt Josef in Regensburg getestet. Finanziell gefördert wurde das Projekt durch das bayerische Wirtschaftsministerium über den Projektträger Bayern.

Im Rahmen der Studie wurden über 20 verschiedene Oberflächen entweder mit einer antimikrobiell aktiven Beschichtung oder einer normalen Kontrollbeschichtung ausgestattet. "Über mehrere Monate hinweg haben wir nahezu täglich die Anzahl der Bakterien auf den antimikrobiellen und den normalen Oberflächen bestimmt und miteinander verglichen", erklärt Professor Wolfgang Bäumler, Wissenschaftler und Projektleiter aus der Klinik und Poliklinik für Dermatologie des UKR. Den klinischen Alltagsbetrieb sowie die routinemäßige Reinigung der Oberflächen gemäß Hygieneplan seien während der Studie unverändert weitergelaufen.

Die Auswertung der Untersuchungen zeigte ein eindeutiges Ergebnis. Im Vergleich zu den Kontrollbeschichtungen reduzierte die Photodynamik der antimikrobiell beschichteten Oberflächen die Keimbelastung um über 90 Prozent. "Trotz deutlicher Verbesserung bei der Händehygiene über die letzten Jahre, kommt es leider immer wieder zum ungewollten Transfer von Keimen in Kliniken, unter anderem durch Gegenstände im direkten Patientenumfeld", fasst Schneider zusammen. In dieser Studie habe man jetzt nachweisen können, dass antimikrobielle Oberflächen auf Basis der Photodynamik die Keimbesiedlung im Patientenumfeld signifikant senken und damit das Risiko einer möglichen Keimübertragung deutlich minimieren können.

Umweltverträglich und dauerhaft wirksam

Bei der Entwicklung neuer Technologien steht auch die Umweltverträglichkeit im Fokus. Antimikrobielle Beschichtungen auf Basis der Photodynamik geben keine schädlichen Stoffe, insbesondere keine giftigen Chemikalien oder Metallionen, an Mensch oder Umwelt ab.

Der Wirkstoff besteht rein aus gasförmigem Sauerstoff, der auf trockenen und feuchten Oberflächen Krankheitserreger effizient abtötet, unabhängig von der Erregerart und einer möglichen Antibiotikaresistenz. Im Vergleich zu bestehenden Technologien ist eine Resistenzentwicklung gegenüber der Photodynamik aufgrund des Wirkprinzips ausgeschlossen.