Ein Forschungsteam der Chalmers University of Technology in Schweden veröffentlichte eine Studie in der Fachzeitschrift *Advanced Science*, die eine neuartige Methode zur Bekämpfung bakterieller Biofilme mithilfe nanostrukturierter Beschichtungen vorstellt. Diese Methode basiert auf metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs) und durchdringt Bakterienzellen physikalisch durch nanoskalige Spitzen auf ihrer Oberfläche. Dadurch bietet sie eine Lösung zur Kontrolle der Biofilmbildung ohne den Einsatz von Antibiotika oder toxischen Chemikalien.

Die Forschung entstand in Zusammenarbeit zwischen dem Forschungsteam von Professor Ivan Mijakovic und Professor Lars Erström an der Universität. Erstautor Dr. Zhejian Cao, Wissenschaftler an der Chalmers University, erklärte: „Unsere Forschung zeigt, dass diese nanostrukturierten Beschichtungen Bakterien wie winzige Spitzen physikalisch schädigen, sie direkt durchdringen und abtöten können.“ Dieser mechanische Mechanismus kann Bakterien effektiv entfernen, bevor sie sich an Oberflächen anhaften und vermehren können. So wird ein wichtiger erster Schritt der Biofilmbildung blockiert.

Das Forschungsteam entwickelte eine spezielle Struktur mit scharfen Nanospitzen, indem es mehrere Gerüststrukturen übereinander aufwachsen ließ. Cao Zhejian betonte, dass die größte Herausforderung für eine optimale antibakterielle Wirkung in der präzisen Kontrolle des Abstands zwischen den Nanospitzen liegt: „Ist der Abstand zu groß, können Bakterien eindringen und sich an die Oberfläche anheften. Ist er hingegen zu gering, verringert sich die mechanische Belastung der Bakterienzelle durch die Nanospitzen.“ Dieser physikalische Membranaufbruchmechanismus bietet einen neuen Ansatz zur Lösung von Biofilmproblemen in Medizinprodukten, Schiffsrümpfen und industriellen Rohrleitungssystemen.

Professor Erstrom ergänzte, dass diese Art von nanostrukturierter Beschichtung im Vergleich zu anderen antibakteriellen Materialien, die hohe Produktionstemperaturen erfordern, bei niedrigeren Temperaturen hergestellt werden kann. Dies ist vorteilhaft für die Massenproduktion und eignet sich für temperaturempfindliche medizinische Implantatmaterialien. Das Verfahren zerstört Bakterien direkt durch einen physikalischen Membranaufbruchmechanismus und bietet damit einen neuen materialwissenschaftlichen Ansatz zur Bekämpfung der globalen Herausforderung der Antibiotikaresistenz.

Weitere Informationen: Cao Zhejian et al., „Metal-Organic Framework Epitaxial Growth Realizes Mechanically Bactericidal Surfaces“, *Advanced Science* (2025).