Kaleidoskop

Nanostrukturen Zahnimplantate wie Zikadenfl ügel.

Hunderte verschiedene Bakterienarten besiedeln die Mundhöhle. Einige davon können die Oberfl äche von Zahnimplantaten befallen, Entzündungen auslösen und zum Verlust des Implantats führen. Antibiotika können zwar helfen, jedoch werden mehr und mehr Bakterien resistent gegen die Medikamente. Eine mögliche Lösung verfolgen Forschende um Laurent Marot und Fabien Sanchez. Die Idee dafür ist der Natur abgeschaut: So bleiben etwa die Flügel von Zikaden natürlicherweise keimfrei. Auf ihrer Oberfl äche verhindert ein Wald aus nanometerkleinen Säulchen, dass Bakterien sich festsetzen. Der gleiche Trick könnte künftig auch Zahn implantate aus Titan keimfrei halten. Am Departement Physik und Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel haben die Forschenden ein Verfahren entwickelt, um ähnliche Nanostrukturen auf Titanoberfl ächen zu erzeugen. Im Rahmen eines Nano-Argovia-Projekts mit der Universitären Zahnmedizin, der Fachhochschule Nordwestschweiz und dem Zahnimplantat-Hersteller Straumann AG testet das Team verschiedene Varianten solcher Titanober fl ächen. Unter einem der Rasterelektronenmikroskope des Nano Imaging Lab (siehe S. 34) zeigen sich die Strukturen, die an das Nagelbrett eines Fakirs erinnern. Obwohl dieses «Nagelbrett» Bakterien abwehrt, sollte das Implantat sich aber mit dem Gewebe des Gaumens verbinden. Ziel ist also eine Oberfl äche, die für Bakterien ungemütlich ist, aber auf Gewebezellen einladend wirkt. Erste Ergebnisse sind zwar vielversprechend, jedoch müssen die Forschenden die Oberfl äche noch weiter optimieren, bevor sie sie auf einem Prototyp-Implantat testen können.

Die Bilder in der Mitte und unten zeigen Spikes auf der Titanoberfl äche mit Escherichia-coli-Bakterien. Unterschiedliche Höhe und Grösse der Spikes sind oben rechts und links zu sehen, die Spikes folgen der ursprünglichen Oberfl ächentopografi e wie auf dem linken Bild. Die Bilder wurden von Daniel Mathys und Susanne Erpel realisiert, die Struktur der Spikes von Fabien Sanchez und Laurent Marot und die Bakterienkultur von Monika AstašovFrauenhoffer.