Teebaumöl kann Antibiotika im Kampf gegen Infektionen ersetzen
Forscher haben die antibakteriellen Eigenschaften von Teebaumöl genutzt, um eine bioaktive Beschichtung zu schaffen, die Bakterien von medizinischen Geräten fernhält. Die Ergebnisse können dazu beitragen, Millionen von Infektionen pro Jahr abzuwehren.
Je häufiger wir Antibiotika verwenden, desto weniger wirksam werden sie, was zum Auftreten von „Superbugs“ führt, die gegenüber den antibakteriellen Eigenschaften der Medikamente widerstandsfähig sind.
Jedes Jahr infizieren sich in den USA bis zu 2 Millionen Menschen mit einem arzneimittelresistenten Bakterium, und die meisten dieser Infektionen treten in Krankenhäusern auf.
Mohan Jacob, Leiter der Abteilung für Elektrotechnik und Elektronik an der James Cook University (JCU) in Queensland, Australien, erklärt, dass eine große Anzahl dieser Bakterien auf dem „Biofilm“ gefunden wird, der sich auf Medizinprodukten bildet.
Biofilminfektionen sind selbst ein wachsendes Gesundheitsproblem. "Allein in den USA werden jährlich etwa 17 Millionen neue Infektionen im Zusammenhang mit Biofilmen gemeldet, die jedes Jahr zu etwa 550.000 Todesfällen führen", sagt Prof. Jacob.
"Es wird angenommen, dass etwa 80 Prozent der weltweiten chirurgisch bedingten Infektionen auf die Bildung von Biofilmen zurückzuführen sind", fügt er hinzu.
Gibt es im Zusammenhang mit Antibiotikaresistenzen eine Möglichkeit, die Bildung bakterieller Biofilme auf Medizinprodukten zu verhindern, ohne auf Antibiotika angewiesen zu sein?
Forscher glauben es. Pflanzen produzieren auf natürliche Weise antimikrobielle Moleküle, und in den letzten Jahren haben Wissenschaftler mithilfe der Nanotechnologie die Kraft dieser Verbindungen genutzt, um antibakterielle Beschichtungen zu erzeugen.
Die pflanzlichen Verbindungen werden als pflanzliche Sekundärmetaboliten (PSM) bezeichnet, da sie für das Überleben und die Funktion einer Pflanze nicht wesentlich sind.
Eine zentrale Herausforderung bei der Herstellung antibakterieller Beschichtungen aus PSM bestand jedoch darin, den natürlichen flüssigen Zustand der Verbindungen in einen festen Zustand umzuwandeln, ohne ihre antibakteriellen Eigenschaften zu verlieren.
Jetzt fand ein Forscherteam unter der Leitung von Prof. Jacob einen Weg, PSMs in bioaktive Beschichtungen für Medizinprodukte umzuwandeln.
Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht Polymere.
Flüssiges Teebaumöl in eine feste Beschichtung verwandeln
Prof. Jacob erklärt weiter, was PSMs sind, und sagt: "Sie werden aus ätherischen Ölen und Kräuterextrakten gewonnen und haben relativ starke antibakterielle Breitbandaktivitäten."
"PSMs sind eine kostengünstige erneuerbare Ressource, die in kommerziellen Mengen mit begrenzter Toxizität und möglicherweise anderen Mechanismen zur Bekämpfung von Bakterien als synthetische Antibiotika erhältlich ist", fügt er hinzu.
Die Co-Autorin der Studie, Kateryna Bazaka, eine zusätzliche wissenschaftliche Mitarbeiterin an der JCU, erklärt das Verfahren, mit dem die Wissenschaftler die Herausforderung bewältigen konnten, flüssige PSMs in eine feste Polymerbeschichtung umzuwandeln.
Polymere - wie der natürlich vorkommende Kautschuk und die Zellulose oder das künstlich hergestellte Teflon und Polyurethan - zeichnen sich durch eine widerstandsfähige „kettenartige Struktur“ aus.
„Wir haben plasmaunterstützte Techniken in einem Reaktor verwendet, der die Dämpfe des ätherischen Öls enthält. Wenn die Dämpfe einer Glimmentladung ausgesetzt werden, wandeln sie sich um und setzen sich als feste biologisch aktive Beschichtung auf der Oberfläche eines Implantats ab. “
Kateryna Bazaka
"Diese haben gute antibakterielle Eigenschaften gezeigt", fährt sie fort.
Plasmapolymerisationstechniken werden seit einigen Jahrzehnten verwendet, um bioaktive Oberflächen zu erzeugen. In der neuen Studie konzentrierten sich die Forscher auf die Umwandlung der PSMs von Teebaumöl, auch bekannt als Melaleuca alternifolia.
Bazaka erklärt, warum die Plasmatechnik besonders nützlich ist, um PSMs in feste, bioaktive Beschichtungen umzuwandeln. Sie sagt: „Der Hauptvorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass wir während des Herstellungsprozesses keine anderen Chemikalien wie Lösungsmittel verwenden.“
„Daher besteht keine Gefahr, dass potenziell schädliche Chemikalien in der Beschichtung zurückbleiben oder die Oberfläche des Materials beschädigen, auf das die Beschichtung aufgebracht wird. Dies macht den Herstellungsprozess auch umweltfreundlicher “, fügt sie hinzu.
Wenn Teebaumölkomponenten routinemäßig zum Schutz der Oberfläche von Medizinprodukten verwendet werden, könnten jedes Jahr Millionen von Infektionen verhindert werden.
