Biofilm auf chirurgischen Instrumenten: Risiken, Prävention und Kontrolle

Potentiell tödlicher Biofilm auf chirurgischen Instrumenten führt jährlich zu 2 Millionen Infektionen, 90.000 Todesfällen und 4,5 Milliarden Dollar an überschüssigen Gesundheitskosten für die US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) sowie Gesundheitsdienstleister, die darum kämpfen, die infektiösen Bakterien zu verhindern und zu kontrollieren. Mikroorganismen, die hochgradig resistent gegen Desinfektionsmittel und Antibiotika sind, haften an feuchtem lebendem Gewebe oder implantierten medizinischen Geräten und bilden einen biologischen Filmüberzug.

Arten

Schnell entwickelnde Biofilm-Patogene befinden sich auf Kontaktlinsen, zentralen Venenkathetern, Endotrachealtuben, mechanischen Herzklappen sowie Dialyse- und Harnkathetern in Kolonien, die schwer zu beseitigen sind. Staphylococcus epidermidis, S. aureus, Candida albicans, P. aeruginosa, K. pneumoniae und Enterococcus faecalis besiedeln Katheter, während S. epidermidis, S. aureus, Streptokokken, Diphtheroide, Enterokokken und Candida auf zentralen Venenkathetern oder sogar auf Zahnarbeiten kolonisieren, wie vom Journal of Microbiology und der American Dental Association berichtet wird.

Entwicklung

Der Wasser- und Nährstoffgehalt des Wirtsgewebes oder der Oberfläche bestimmt die Art der Bakterien, die Anhaftungsrate und die Eigenschaften des Biofilms. Die anhaftende filzige Struktur, nur Mikrometer groß, brütet andere Formen von Bakterien aus und kann je nach Temperatur und Verfügbarkeit von Plasma oder Protein migrieren, wie von der CDC in „Biofilm and Device-Associated Infections“ erklärt wird.

Behandlung

Patienten mit geschwächtem Immunsystem sind besonders anfällig für Biofilm-Infektionen. Biofilm-Infektionen erfordern sofortige intravenöse Antibiotika, Vancomycin. Mit Cephalosporin beschichtete Katheter verursachen weniger Infektionen als solche, die mit Chlorhexidin und Silbersulfadiazin behandelt werden. Topische Antibiotika können verhindern, dass hautgebundene Pathogene auf medizinische Geräte migrieren und sich dort anheften. Weitere wirksame Behandlungsoptionen sind von der CDC unter „Biofilms and Device-Associated Infections“ verfügbar.

Endokarditis

Der CDC-Bericht „Biofilms and Device-Associated Infections“ erklärt, dass Endokarditis durch eine Streptokokken-Infektion von Zahnarbeiten oder einem anderen invasiven Eingriff resultieren kann. Gewebe, das durch die Implantation mechanischer Herzklappen beschädigt wurde, erhöht zirkulierende Blutplättchen, Nährstoffe für Biofilm. Staphylococcus epidermidis Biofilm auf mechanischen Herzklappen und umgebendem Herzgewebe ist die führende Ursache für Endokarditis an künstlichen Herzklappen.

Desinfektionsmittel

Selbst Pseudomonas werden resistent gegen Desinfektionsmittel. Keimabtötende Mittel können den hartnäckigen Biofilm nicht durchdringen. Ceragenine, die die Aktivität der Bakterien nachahmen, wurden entwickelt, um chirurgische Instrumente von Biofilm zu befreien. Die Brigham Young University zeigt das breite Spektrum der Aktivität und die Anwendungsanweisungen von CSA-13 gegen Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella choleraesuis und Staphylococcus aureus (oder MRSA). In „New Disinfection and Sterilization Methods“ beschreibt die CDC etwa 24 Wirkstoffe für Gesundheitsdienstleister.