Sichere Zahnimplantate
Die sogenannte «Proof of Concept»-Phase ist damit abgeschlossen: Das Team konnte mit den Analysen zeigen, dass die Idee funktioniert. Trotzdem sagt Wick: «Wir stehen erst am Anfang unserer Reise.» Jetzt geht es darum, weiter verschiedene chemische Zusammensetzungen des Materials und Arten der Beleuchtung zu erproben, um die antimikrobielle Wirksamkeit für spezifische Anwendungen zu optimieren. Eine Variante könnte sein, Laser statt Infrarotlampen zu verwenden – mit dem Vorteil, dass sich das Nanomaterial noch gezielter aktivieren lässt. Ausserdem wartet die Nagelprobe: Funktioniert das Prinzip auch im menschlichen Körper, wo sich Mikroben oft in Biofilmen anhäufen und so besser geschützt sind, etwa vor Antibiotika?
Als erste konkrete medizinische Anwendung haben die Forschenden – finanziell unterstützt durch zwei Stiftungen – die Zahnmedizin ausgesucht. Bei Zahnimplantaten können sich schwere Infektionen bilden, die auf den Kieferknochen oder gar den ganzen Körper übergreifen können. Wie sich dies mithilfe von Nanomaterialien verhindern lässt, ist seit Sommer 2025 Thema des Dissertationsprojekts von Bürgisser.
Schon während ihres Studiums der Gesundheitswissenschaften und Technologie an der ETH war die damalige Exzellenz-Stipendiatin für die Masterarbeit am Labor von Wick tätig. Im Rahmen ihres Doktorats arbeitet sie jetzt mit Professor Ronald Jung vom Zentrum für Zahnmedizin der Universität Zürich zusammen. Sie wird dazu pendeln: Nanomaterialien entwickeln in St. Gallen, antimikrobielle Analysen durchführen in Zürich.
Unermüdliches Material
Die Idee: Erhält eine Patientin oder ein Patient ein Zahnimplantat, könnte der obere Teil davon in Zukunft mit Nanomaterial beschichtet sein. Nach dem Einsetzen wird dieser kurz beleuchtet, um allfällige Mikroben darauf abzutöten. Bei der regelmässigen Zahnkontrolle liesse sich der Vorgang jeweils wiederholen. Sollte sich doch eine Infektion bilden, könnte man wiederum beleuchten. Denn die bisherigen Versuche haben gezeigt: «Das Material ermüdet nicht, es lässt sich immer wieder beleuchten und wirkt antimikrobiell», sagt Reina.
Wenn alles gut läuft, möchte das Team in drei bis vier Jahren so weit sein, um einen Industriepartner für die nächste Phase der Entwicklung suchen zu können: klinische Tests. Bis die Anwendung bei Patientinnen und Patienten ankommt, werde es wohl noch zehn bis fünfzehn Jahre dauern, schätzt Wick.
Weitere medizinische Anwendungen hat das Team bereits im Kopf. Für Wick ist klar: «Nanomaterialien können einen wesentlichen Beitrag in der Medizin leisten. Wir stehen dabei erst am Anfang, denn die Grundlagenforschung liefert laufend neue Erkenntnisse.» Er denkt dabei neben dem Kampf gegen Viren und resistente Bakterien etwa auch an den Bau hochsensibler Sensoren oder daran, mittels Nanomaterialien Krankheiten wie Krebs zu therapieren. So entstehen am St. Galler Stadtrand Innovationen, die eines Tages den Weg in die ganze Welt finden könnten.