Steuerung der Freisetzung und antimikrobielle Wirkung
Das Freisetzungsverhalten wurde bei Raumtemperatur in einer phosphatgepufferten Salzlösung untersucht, welche regelmäßig gewechselt wurde. Die Abbildung links zeigt die freigesetzte Menge Lysozym über 100 Tage in Abhängigkeit unterschiedlicher Netzwerkdichten. Der größte Teil wird in den ersten Tagen freigesetzt, aber auch nach 100 Tagen wurde noch eine Abgabe gemessen. Zu diesem Zeitpunkt waren 50 Prozent des gesamten eingebrachten Lysozyms freigesetzt. Die Freisetzung selbst kann über die präparierte Netzwerkdichte eingestellt werden.
Die beschriebenen Systeme wurden mit E. coli, P. aeruginosa und P. pseudoalcaligenes auf ihre antimikrobielle, bakteriostatische Wirkung untersucht. Ihre Wirkung wurde auf planktonische und Biofilmzellen überprüft. Die Abbildung links zeigt die statistisch signifikante Reduzierung der metabolischen Aktivität der untersuchten Mikroorganismen im Vergleich zum Referenz-Biofilm durch die präparierten Systeme. Für Hydrogele mit Lysozym und LL-37 wurde auch eine statistisch signifikante Reduzierung der planktonischen Zellzahl erreicht.
Ausblick
Wir konnten zeigen, dass natürliche antimikrobielle Wirkstoffe unter Funktionserhalt in Depotschichten eingebettet werden können und ihre Freisetzung über die Gestaltung dieser Schicht steuerbar ist. Auf die untersuchten Mikroorganismen wirkten die präparierten Systeme antimikrobiell. Antimikrobielle Naturstoffe besitzen meist ein enges Wirkspektrum, daher müssen für eine technische Anwendung gegebenenfalls Wirkstoffkombinationen für die vorhandenen, zu vermeidenden Mikroorganismen eingesetzt werden. Die Depotschicht ist dabei jeweils auf die freizusetzenden Wirkstoffe abzustimmen.
Literatur
[1] Weber, C.; Burger-Kentischer, A.; Müller, M.; Trick, I.; Hirth, T. (2011) Biofilmvermeidung durch natürliche Wirkstoffe – gezielte und langfristige Freisetzung durch ein PEG-basiertes Depotsystem, Biomaterialien 12: 2