Der antibakterielle Effekt von drei verschieden funktionalisierten TiOB® Oberflächen auf Staphylococcus aureus

Implantat-assoziierte Infektionen gelten als gefürchtete Komplikationen in der orthopädischen Chirurgie und führen in den meisten Fällen zum Implantatverlust. Funktionalisierte Implantat-Oberflächen, die simultan osteoinduktiv und antibakteriell wirken, könnten zum einen die rigide Fixation von Implantaten verbessern und zum anderen Implantat-assoziierte Infektionen verhindern. In der vorliegenden Arbeit wurden die durch die Firma INNOVENT entwickelten und patentierten Titan-Oberflächen (TiOB® Oberflächen), deren verbesserte Knochenfixation im Vergleich zu herkömmlichen Titan-Implantaten bereits nachgewiesen wurde (Diefenbeck et al. 2011), als Grundbeschichtung verwendet. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte geklärt werden, ob TiOB® Oberflächen mit den antiinfektiösen Agenzien Gentamicin, Silber oder Zink funktionalisiert werden können und ein antibakterieller Effekt bei gleichzeitig guter Biokompatibilität nachweisbar ist. Die antibakterielle Potenz dieser Oberflächen wurde im Agardiffusionstest und Proliferationstest auf S. aureus getestet, die Biokompatibilität wurde gegenüber einer MC3T3 Zelllinie getestet. Die Ergebnisse des Agardiffusionstests und Proliferationstests zeigen, dass aus verschiedenen Herstellungsverfahren der Oberflächen unterschiedliche antibakterielle Wirkmechanismen resultieren. Mit TiOB® Tannin/ Gentamicin-Oberflächen ist eine Wirkstofffreisetzung möglich und es bilden sich Inhibitionszonen gegenüber S. aureus aus. Die antibakterielle Wirkung von TiOB® SiOx Ag und TiOB® Zn findet dagegen in direktem Kontakt unmittelbar auf der Oberfläche statt. Die antibakterielle Funktionalisierung der untersuchten Oberflächen könnte sich in den ersten zwei Tagen nach Exposition im Vergleich zur Kontrollgruppe ohne Funktionalisierung zunächst reduzierend auf die Zytokompatibilität auswirken. Es wurde allerdings beobachtet, dass mit abnehmender antibakterieller Wirkung der Testoberflächen, die Zytokompatibilität wieder deutlich zunimmt