Wenn Keime teuer werden – und wie antimikrobielle Beschichtungen Krankenhäuser entlasten

Klassische Desinfektionsmaßnahmen sind aufwendig und wirken nur begrenzt. Bereits kurze Zeit nach der Reinigung lassen sich wieder Keime auf Flächen nachweisen, insbesondere in stark frequentierten Bereichen. Der hohe personelle und materielle Aufwand ist vielen Einrichtungen längst bekannt.

Um diesen Kreislauf zu durchbrechen, setzen Forschung und Industrie auf neue Materialien: antimikrobielle Oberflächen und Beschichtungen, die das Wachstum von Mikroorganismen dauerhaft hemmen sollen. Diese sorgen dafür, dass Oberflächen zwischen den Reinigungszyklen hygienisch stabil bleiben. Ziel ist eine Reduktion der Keimlast dort, wo viele Hände im Spiel sind: an Bettgestellen, Türgriffen, Arbeitsflächen oder Medizingeräten. Hygiene wird so zu einer Eigenschaft der Oberfläche selbst.

Die Ansätze, Oberflächen aktiv gegen Mikroorganismen zu machen, sind vielfältig. Einige Verfahren sind bereits im Einsatz, andere werden noch erprobt.

Silber- und Kupferionen gehören zu den ältesten antimikrobiellen Wirkstoffen. Beide greifen die Zellstruktur von Bakterien an und stören deren Stoffwechsel. Hersteller wie die Wieland Group haben daraus Legierungen wie CopperLine entwickelt, die beispielsweise für Türklinken, Haltegriffe oder Handläufe eingesetzt werden. Auch nanoskalige Silberbeschichtungen wie Agpure® der Ras AG dienen dazu, Kunststoffe mit einer antimikrobiellen Funktion auszustatten.

Diese Technologien sind wissenschaftlich gut untersucht und in der Praxis etabliert. Offene Fragen betreffen vor allem die Langzeitstabilität und den Umgang mit freigesetzten Metallionen in sensiblen Bereichen.

Ein jüngerer Ansatz basiert auf Titanoxid (TiO₂), einem lichtaktiven Halbleitermaterial. Unter UV- oder sichtbarem Licht entstehen auf der Oberfläche reaktive Sauerstoffspezies, die organische Substanzen und Mikroorganismen zersetzen. Beschichtungen dieser Art werden bereits in der Architektur eingesetzt, etwa von Sto SE oder in Kooperationen wie Pureti / CristalACTiV (BASF).

Für Krankenhäuser ist diese Technologie besonders interessant, weil sie ohne chemische Additive auskommt und ihre Wirkung so lange behält, wie ausreichend Licht vorhanden ist. Das macht sie zu einer potenziell nachhaltigen Lösung für hygienisch sensible Räume.

Eine weitere Variante sind antimikrobielle Additive in Polymeren. Hier werden Wirkstoffe direkt in Lacke oder Kunststoffe eingebracht, sodass die Oberfläche dauerhaft biozid wirkt. Systeme wie BioCote® oder Microban® sind bereits in medizinischen Geräten, Griffen oder Möbeln im Einsatz. Sie bieten einen stabilen, mechanisch belastbaren Schutzfilm, vor allem für Anwendungen außerhalb der direkten Patientenumgebung.

Während etablierte Technologien bereits helfen, den Hygienestandard zu erhöhen, arbeitet die Forschung an einer neuen Generation intelligenter Beschichtungen.

Im EU-geförderten Projekt NOVA – Next Generation BiOactiVe NAnocoatings entwickeln 14 Partner aus neun Ländern – unter anderem mit Beteiligung des Fraunhofer IFAM sowie Evonik – Materialien, die Keime nicht nur abtöten, sondern deren Anhaftung schon im Ansatz verhindern sollen. Die Oberflächen sind nanostrukturiert; ihre feine Topografie erschwert es Mikroorganismen, sich festzusetzen.

Zusätzlich werden auch photodynamische Systeme erforscht. Im Gegensatz zur klassischen Photokatalyse, bei der meist Titanoxid unter UV- oder sichtbarem Licht reaktive Sauerstoffspezies bildet, basieren diese auf speziellen Farbstoffen, die bereits bei normalem Raumlicht aktiviert werden. Sie erzeugen ebenfalls Sauerstoffverbindungen, die gegen Bakterien und Viren wirken, ohne Resistenzbildung zu begünstigen.

Auch Unternehmen wie Polaroid Therapeutics verfolgen diesen Ansatz. Ihre lichtaktivierten Polymere könnten künftig auf Kathetern, Implantaten oder Krankenhausmobiliar eingesetzt werden – also Materialien, die dauerhaft mit Keimen in Kontakt kommen.

Die wirtschaftliche Dimension spielt in der Hygiene eine immer größere Rolle. Eine einzelne Krankenhausinfektion verursacht nach Schätzungen zwischen 5.000 und 20.000 Euro an Zusatzkosten – durch Medikamente, Isolation, Nachbehandlungen und verlängerte Aufenthalte. Antimikrobielle Oberflächen sind eine Investition in langfristige Prävention. Gerade bei hohen Flächenaufkommen, etwa in Intensivstationen oder OP-Vorbereitungsräumen, könnte sich dieser Ansatz lohnen.

Bis Beschichtungen wie die aus dem NOVA-Projekt in Kliniken eingesetzt werden können, ist noch Entwicklungsarbeit nötig. Prüfverfahren, Normen und Langzeittests unter realen Bedingungen müssen zeigen, wie beständig und wirksam die Materialien über Jahre hinweg bleiben.

Doch der Trend ist eindeutig: Künftig sorgt nicht mehr allein die Reinigung für Hygiene – auch die Oberflächen selbst leisten einen aktiven Beitrag zur Infektionsprävention. Das entlastet Personal, reduziert Kosten und eröffnet neue Wege zu mehr Sicherheit im Klinikalltag.

Antimikrobielle Beschichtungen sind ein Beispiel dafür, wie technologische Innovation und Wirtschaftlichkeit Hand in Hand gehen können.