Nanosilberpartikel

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NanoSilberPartikel – Wirkmechanismen und Untersuchung ihrer möglichen Interaktion mit Geweben, Zellen und Molekülen. Definition ihres relevanten Unverträglichkeitspotenzials

 

Ziel des Projekts war es, Methoden zu erarbeiten, um Silber Nanopartikel (AgNP) herzustellen, die sich sicher und unter Erhalt der angestrebten Wirkung in ein Produkt einbringen lassen. Aus verschiedenen Produkten, die sowohl aus fest eingebundenen Silber Nanopartikeln als auch aus freisetzenden, resorbierbaren Systemen bestehen, sollten genaue Kenntnisse über die Wechselwirkungen der eingesetzten Nanopartikel und Nanomaterialien gewonnen werden, um potenzielle Risiken bei ihrer Anwendung möglichst auszuschließen.

Es wurden verschiedene Nanosilber-haltige Materialien entwickelt, die als Modellsysteme für folgende drei Produkttypen mit Silber Nanopartikeln dienen sollen:

  1. organische Basis: schnelle und kurzzeitige Silberfreisetzung aus z.B. Kollagenfolien
  2. metallische Basis: intermediäre Implantate zur Osteosynthese, z.B. Titanschrauben oder Titanplatten
  3. synthetische Basis: Dauerimplantate, z.B. Knochenzement

Es wurde an Materialien mit unterschiedlichem Gehalt an Silber Nanopartikel gearbeitet, um die wirksame Dosis zu finden, bei der sowohl eine ausreichende Freisetzung und Wirksamkeit von Silber erzielt wird und gleichzeitig nicht toxisch auf die untersuchten Zellen wirkt. Hierzu wurden Freisetzungsprofile erstellt und die Toxizität auf verschiedene Zelltypen des Organismus ermittelt. Zum Vergleich wurden neben den Silber Nanopartikeln auch herkömmliche, vollständig lösliche Silbersalze getestet. Des Weiteren wurde die antimikrobielle Wirksamkeit der Produkte unter anderem nach simuliertem Gebrauch bestimmt, um die mögliche Wirkdauer zu ermitteln. In einem begrenzten Tierversuch wurde neben der Verträglichkeit für den Organismus auch eine mögliche Anreicherung der eingesetzten Silber Nanopartikel in den Organen untersucht, was für die verwendeten Implantate nicht der Fall war.

Die Ergebnisse ermöglichen es, das Gefährdungspotential von Silber Nanopartikel und Nanosilber-haltigen Materialien besser und realistischer einzuschätzen, so dass dadurch eine sichere Risikobewertung für ihren Einsatz in Medizinprodukten durchführbar ist. Antimikrobiell aktive Nanosilber-haltige Medizinprodukte stellen nach den vorliegenden Ergebnissen ein geringes Risiko für den Verbraucher dar und vermindern gleichzeitig das Risiko einer Implantat-assoziierten Infektion.

Die Silber Nanopartikel zeigen in den entwickelten Produkten:

  • eine gute bakterizide Wirkung
  • bereits in geringer Dosierung eine gute Wirksamkeit
  • gutes Einbring-Verhalten in erprobte Materialien ohne deren Leistungsfähigkeit zu mindern
  • keine unerwünschte Freisetzung beim Einbringen (gilt nicht für resorbierbare Produkte)
Förderkennzeichen: BMBF - FKZ 03X0103
Laufzeit: 01.10.2010 - 30.09.2013 (verlängert bis 31.03.2014)

Projektleitung

Christoph Sattig, aap Biomaterials GmbH

Projekt-Partner

aap Biomaterials GmbH
EXcorLAB GmbH
Rent-a-scientist GmbH
Justus-Liebig-Universität Gießen
Universität Duisburg-Essen

Veröffentlichungen

2014

  • Pauksch, L., Hartmann S., Rohnke M., Szalay G., Alt V., Schnettler R., Lips K.S. (2014). "Biocompatibility of silver nanoparticles and silver ions in primary human mesenchymal stem cells and osteoblasts." Acta Biomater, 10(1): 439-449.

2013

  • Pauksch, L., Hartmann S., Szalay G., Alt V., Schnettler R., Lips K.S. (2013). "Biocompatibility of silver nanoparticles and silver ions in primary human mesenchymal stem cells and osteoblasts." Int J Biol Med Res, 4(4): 3719-3726.

2012

Alle verfügbaren Abschlussberichte des NanoSilberpartikel Konsortiums finden Sie auf den Seiten der TIB Hannover https://www.tib.eu/de/  
  • Rent-a-Scientist GmbH (2014). Nanosilberpartikel - Wirkmechanismen und Untersuchungen ihrer möglichen Interaktionen mit Geweben, Zellen und Molekülen : Definition ihres relevanten Unverträglichkeitspotentials; Schneider G.; Zach J., Rent-A-Scientist GembH; TIB Hannover
  • Klinik und Poliklinik für Unfallchirurgie, FB 11, Justus-Liebig-Universität Gießen (2014). Einfluss von Silbernanopartikel und Silberionen auf die Zellen des Knochenumbaus in vitro sowie in vivo in standardisierten Tiermodellen : Abschlussbericht ; Laufzeit des Vorhabens: 01. Oktober 2010 bis 31. März 2014; LEU, JLU Gießen; FKZ 03X0103D; TIB Hannover

2014

  • Universitätsklinikum Gießen (2014). Projekt Nanosilberpartikel. Annual Meeting of the German Society for Biomaterials, November 2014, Dresden, Deutschland. [Poster]

  • Pillen M., H.-C. Flemming, J. Wingender (2014). The effect of silver nanoparticles on the viability of Pseudomonas aeruginosa biofilms. Biofilms 6-Konferenz, 11.-13.05.2014, Wien, Österreich. [Poster]

  • Pillen M., H.-C. Flemming, J. Wingender (2014). The viable but non-culturable state in Pseudomonas aeruginosa is induced by nanosilver. NanoMED 2014 - International Conference on Nanotechnology in Medicine, London, Großbritannien. [Vortrag]

2013

  • Universitätsklinikum Gießen (2014). Projekt Nanosilberpartikel. Annual Meeting of the German Society for Biomaterials, November 2014, Dresden, Deutschland. [Poster]
  • Sattig C. (2013). Minimierung des Besiedelungsrisikos von Implantaten durch Verwendung von Silbernanopartikeln. Auftaktveranstaltung Neue Potenziale für die Nanotechnologie in der Medizin, Hessen Nanotech, 04.12.2013, Frankfurt/Main, Deutschland. [Vortrag]
  • Gasquères C., Pauksch Linda, Devine E., Schneider G., Lips Katrin, Sattig C., Schnettler R., Zukowski D. (2013). Antibakterielle Beschichtung durch plasmaelektrolytische Oxidation. Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie, 28.-31. Oktober 2014, Berlin, Deutschland.
  • Lips KS, Hartmann S, Thormann U, Arcan F, Lampe A, Worm A, Pauksch L, Sommer U, Schnettler R (2014). Untersuchung der zellulären Effekte von Silbernanopartikel-dotierten Knochenersatzmaterialien im experimentellen Tiermodell der Ratte. BioNanoMaterials, Sept 2013, 15(S1):P063, p. S133 [Poster]
  • Universitätsklinikum Giessen (2014). Projekt Nanosilberpartikel. Annual conference of the International Giessen Graduate Center for Life Sciences (GGL), September 2013, Giessen, Deutschland [Poster]
  • Gasquères C. (2013). Antibacterial coating by plasma electrolytic oxidation. 32nd Annual meeting of the European Bone and Joint Infection Society, 12 - 14 September 2013, Prague, Czech Republic. [Vortrag] [No 27; page 396]
  • Universitätsklinikum Giessen (2014). Projekt Nanosilberpartikel. Section Retreat of the International Giessen Graduate Center for Life Sciences (GGL), Juli 2013, Giessen, Deutschland. [Poster]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2013). Medizinprodukte mit AgPURE™ Nanosilber Entwicklung, Industrielle Anwendung, Risikoforschung. Clustermeeting: Nanotechnologie für Medizinprodukte und Anwendungen in der Biotechnologie, 11. Jun 2013, IZB Planegg-Martinsried, Deutschland. [Vortrag]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2013). Nanosilber-Produkte made in Bavaria. , Seminar: Nanotechnologie - Chancen und Risiken" - Hanns-Seidel-Stiftung, 26.01.2013, Kloster Banz, Deutschland. [Vortrag]
  • aap Biomaterials GmbH (2013). Projekt Nanosilberpartikel. 3. Clustertreffen NanoCare/NanoNature, 14.‐15. Januar 2013, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
  • Pillen M., C. Rosengarten, H.-C. Flemming, J. Wingender (2013). Antimikrobielle Wirkung von Nanosilber auf Biofilme von klinisch relevanten Bakterien. 3. Clustertreffen NanoCare/NanoNature, 14.‐15. Januar 2013, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2013). Projekt Nanosilberpartikel. 3. Clustertreffen NanoCare/NanoNature, 14.‐15. Januar 2013, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
  • Universitätsklinikum Giessen (2013). Projekt Nanosilberpartikel. 3. Clustertreffen NanoCare/NanoNature, 14.‐15. Januar 2013, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]

2012

  • Pauksch L, Hartmann S, Schnettler R, Lips KS (2012). The effect of silver nanoparticles and silver ions on bone cells. BioNanoMaterials 2012, Dez 2012, 13(1-4):V51, p. 59 [Vortrag]
  • Pillen M., H.-C. Flemming, J. Wingender (2012). The effect of silver nanoparticles on Pseudomonas aeruginosa biofilms. Biofilms 5 -Konferenz, 10.-12.12.2012, Paris, Frankreich. [Poster]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2012). Einsatz von Nanosilber für antimikrobielle und elektrisch leitfähige Applikationen. Fachtagung Nano-Additive Aktuelle und zukünftige Anwendungen, 20.11.2012, BAM, Berlin, Deutschland. [Vortrag]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2012). Regulatory aspects of a nanostructured biocidal product in the EU. Nano-regulation and -policy with specific focus on nanosilver, 13.11.2012, Papiertechnische Stiftung (PTS), München, Deutschland. [Vortrag]
  • Universitätsklinikum Giessen (2012). Projekt Nanosilberpartikel. Annual Meeting of the German Society for Biomaterials, November 2012, Hamburg, Deutschland.[Poster]
  • Universitätsklinikum Giessen (2012). Projekt Nanosilberpartikel. Annual conference of the International Giessen Graduate Center for Life Sciences (GGL), September 2012, Giessen, Deutschland. [Poster]
  • Universitätsklinikum Giessen (2012). Projekt Nanosilberpartikel. International conferences “Nanostructured Materials”, August 2012, Rhodos, Griechenland. [Poster]
  • Universitätsklinikum Giessen (2012). Projekt Nanosilberpartikel. Section Retreat of International Giessen Graduate Center for Life Sciences (GGL), August 2012, Giessen, Deutschland. [Poster]
  • aap Biomaterials GmbH (2012). Projekt Nanosilberpartikel. 2. Clustertreffen NanoCare/NanoNature, 13. - 14. März 2012, Frankfurt am Main Deutschland. [Poster]
  • Pillen M., H.-C. Flemming, J. Wingender (2012). Antimikrobielle Wirksamkeit von Nanosilber und Silbersalzen auf planktonische Bakterien und Biofilme. 2. Clustertreffen NanoCare/NanoNature, 13. - 14. März 2012, Frankfurt am Main Deutschland. [Poster]
  • Universitätsklinikum Giessen (2012). Projekt Nanosilberpartikel. 2. Clustertreffen NanoCare/NanoNature, 13. - 14. März 2012, Frankfurt am Main Deutschland. [Poster]
  • Universitätsklinikum Giessen (2012). Projekt Nanosilberpartikel. International Conference “Nanomaterials for Biomedical Technologies”, März 2012, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2012). AgPURE Nanosilber zur antiinfektiven Ausrüstung - Vorstellung von Kooperationsprojekten zur Entwicklung von Medizinprodukten mit Nanosilber. Innovationsworkshop EU-Projekt InTraMed-C2C, 19.01.2012, Universitätsklinikums Regensburg, Deutschland. [Vortrag]

2011

  • Rent-A-Scientist GmbH (2011). AgPURE Nanosilber – ein antimikrobielles Additiv für die Textilindustrie. Hohenstein Nano-Forum 2011, 14.12.2011, Hohenstein Academy e.V. - Schloss Hohenstein, Deutschland. [Vortrag]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2011). Erfahrungen mit Regelwerken  wie Biozid‐Richtlinie und REACh‐VO  aus der Sicht des Entwicklers und Herstellers eines innovativen Nanomaterials mit biozider Wirkung. Workshop SOFIA, 02.12.2011, Hochschule Darmstadt, Deutschland. [Vortrag]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2011). AgPURE Nanosilver: Safety and regulatory aspects of a nanostructured biocidal product. NANOMATERIALS: RISKS, REGULATIONS & REWARDS, 07.-08.09.2011, Hotel Fira Palace Barcelona, Spanien. [Vortrag]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2011). AgPURE™ Nanosilber für Medizinprodukte zur Vermeidung von Infektionen. OTTI-Fachforum – Implantate, 23. - 24.05.2011, Arvena Hotel Bayreuth, Deutschland. [Vortrag]
  • Devine, E., Rüth, M., Lemke, H.-D. (2011): Nanosilberpartikel - Ex vivo Charakterisierung von Nanosilberpartikeln in Wechselwirkung mit biologischen Systemen. 1. Clustermeeting NanoCare und NanoNature. 10.-11. Mai.2011, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
  • Lips, K.S., Pauksch, L., Hartmann, S., Kreft, M., Schenttler, R., Alt, V. (2011): Einfluss von Silbernanopartikeln und Silberionen auf die Zellen des Knochenumbaus in vitro und in vivo. 1. Clustermeeting NanoCare und NanoNature. 10.-11. Mai.2011, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
  • Pillen, A.M., Flemming, H.-C., Wingender, J. (2011): Antimikrobielle Wirksamkeit von Nanosilber und mögliche Resistenzbildung. 1. Clustermeeting NanoCare und NanoNature. 10.-11. Mai.2011, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
  • Universitätsklinikum Giessen (2011). Projekt Nanosilberpartikel. 1. Clustermeeting NanoCare und NanoNature. 10.-11. Mai.2011, Frankfurt am Main, Deutschland. [Poster]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2011). Antimikrobielle Kunststoffoberflächen mit AgPURE Nanosilber. OTTI-Fachforum - Aktive Oberflächen und Schichtsysteme, 22.03.2011, Marriott Hotel Regensburg, Deutschland. [Vortrag]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2011). Einsatz von AgPURE™ Nanosilber für infektionshemmende Kunststoffe. Verbandstreffen KIM IV, 28.02.2011, SKZ Würzburg, Deutschland. [Vortrag]
  • Rent-A-Scientist GmbH (2011). AgPURE Nanosilber. RLFB-Veranstaltung „Naturwissenschaftliche Vorträge im Rahmen der Kooperation Gymnasium – Hochschule/Universität“, 25.01.2011, Gymnasium Oberviechtach, Deutschland. [Vortrag]

2012

  • Dingeldein Elvira, Eliezer Amir, Gasquères Cyrille, Heimann Lydia (2012). PEO-Coating on MG Screws. US 2012/0150295. Offenlegung am 14.06.2012.
  • AAP Biomaterials, Dingeldein Elvira, Eliezer Amir, Gasquères Cyrille, Heimann Lydia, Wolfstaedter Marco (2012). Apatitbeschichtungen auf MG Schrauben. WO 2012/007181. Offenlegung am 19.01.2012.
  • AAP Biomaterials (2012). Kollagenhaltiges Flächengebilde. DE102012004842A1, 19.09.2013 (Prioritätsdatum)
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