Zum Inhalt
Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen

Antimikrobielle Materialien mit „Release on Demand“

Eine weitere Entwicklung von antimikrobiellen Materialien ist der Ansatz des „Release on Demand“. Hierbei wird ein Biozid oder Antibiotikum an oder in ein Material eingebracht, welches von spezifischen Enzymen von adhärierenden Bakterien lokal freigesetzt wird. Dadurch werden Wirkstoffe nur bei einer Infektion, bzw. einem Befall freigesetzt und haben dadurch eine bessere Umweltverträglichkeit und längere Lebensdauer. Wir haben in der Vergangenheit bereits solche Materialien auf Cellulosebasis entwickelt. In aktuellen Arbeiten werden Konjugate zwischen Polymeren und Antibiotika hergestellt, wie beispielweise Penicillinen[1] und Ciprofloxacin[2]. Diese können mit enzymatisch spaltbaren Blockcopolymeren assembliert und dadurch inaktiviert werden und in Gegenwart dieser Enzyme werden die Aggregate aufgebrochen und somit wieder aktiviert.[3] Aktuell beschäftigen wir uns mit der Entwicklung von Beschichtungen aus diesen Systemen. Neben der antimikrobiellen Wirksamkeit muss auch der spezifische Angriff, bzw. lokale Abbau durch Bakterien sowie der Einfluss der Beschichtung auf die Veränderung der adhärierten Bakterien untersucht werden. 

[1] M. Schmidt, L. K. Bast, F. Lanfer, L. Richter, E. Hennes. R. Seymen, C. Krumm, J. C. Tiller; Poly(2-oxazoline)-Antibiotic Conjugates with Penicillins; Bioconjugate Chemistry 28 (9), 2440-2451 (2017); https://doi.org/10.1021/acs.bioconjchem.7b00424.

[2] M. Schmidt, A. Romanovska, Y. Wolf, T.-D. Nguyen, A. Krupp, H.L. Tumbrink, J. Lategahn, J. Volmer, D. Rauh, S. Luetz, C. Krumm , J.C. Tiller; Insights into the Kinetics of the Resistance Formation of Bacteria against Ciprofloxacin Poly(2-methyl-2-oxazoline) Conjugates; Bioconjugate Chemistry 29 (8), 2671–2678 (2018); https://doi.org/10.1021/acs.bioconjchem.8b00361.

[3] A. Romanovska, M. Schmidt, V. Brandt, J. Tophoven, J.C. Tiller;Controlling the function of bioactive worm micelles by enzyme-cleavable non-covalent inter-assembly cross-linking; Journal of Controlled Release 368 (2024) 15-23; https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.02.013.