Nanoskalige Drug Delivery Systeme zur Eradikation bakterieller Biofilme bei infektiöser Endokarditis (Forschungsgruppe GUARDIAN)

Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind eine Gruppe von über 4.700 Verbindungen, die eine einzigartige Resistenz gegenüber chemischem und thermischem Abbau zeigen. Inzwischen werden PFAS seit über 60 Jahren intensiv industriell genutzt, was zu einer nahezu ubiquitären Verbreitung in allen Lebensräumen der Erde geführt hat. Aktuell verdichten sich die Hinweise darauf, dass diese Verbindungen aufgrund ihrer extremen Persistenz und ihres Bioakkumulationspotenzials ein ernstes Problem für die menschliche Gesundheit darstellen.

Das Projekt zielt auf die Entwicklung einer PFAS-freien, funktionellen Beschichtung mit hoher mechanischer Stabilität und hydrophoben Eigenschaften. Eine Schlüsselinnovation hierbei ist die Nutzung eines energieeffizienten, optischen Vernetzungsverfahrens, bei dem UV-Licht anstelle von energieintensiver thermischer Konditionierung verwendet wird. Dies soll den Energieaufwand reduzieren und die CO₂-Emissionen senken. Durch die Kombination von Lasertechnologien wie beispielsweise dem Direct Laser Interference Patterning (DLIP) und Sol-Gel-Beschichtungen wird die Hydrophobizität auf molekularer Ebene optimiert.

Das Vorhaben stärkt die industrielle Produktion in Thüringen, indem es neue, nachhaltige Beschichtungstechnologien entwickelt. Ein weiteres Ziel ist die Reduktion von PFAS in den Schichten, was sowohl die Umwelt als auch die Entsorgung von beschichteten Komponenten entlastet. Zudem wird die Kreislauffähigkeit des Systems durch physikochemische Charakterisierungen und multivariate Analysen verbessert, um neue Material- und Strukturkombinationen für weitere Anwendungen zu entwickeln. Das Projekt trägt zur Förderung der industriellen Innovation und zur Erreichung der Ziele des Europäischen Green Deals bei, insbesondere im Bereich der nachhaltigen Energie- und Ressourcenverwendung.

Das zugrundeliegende Vorhaben wird vom Freistaat Thüringen unter der Vorhabennummer 2025 VDY 0013 gefördert und durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE – Programm 2021-2027 Thüringen) kofinanziert.