Biozide Wirkstoffe und Biofilm – Entwicklung, Fixierung und Entfernung

Zwischen 2000 und 2018 wurden 16 duodenoskopassoziierte Ausbrüche nosokomialer Infektionen mit insgesamt 232 betroffenen Patienten beschrieben [1]. Es wurden durchgängig gramnegative Spezies nachgewiesen, vor allem Pseudomonas aeruginosa und Klebsiella pneumoniae.

Die vermuteten bzw. nachgewiesenen Ursachen und Quellen der Ausbrüche sind vielfältig. Als eine der Ursachen wird die Biofilmbildung betrachtet, insbesondere an schwer zugänglichen Stellen des Duodenoskops bzw. auf beschädigten Oberflächen.

Was ist Biofilm?

Biofilme sind ein komplexes Gebilde von Bakterien und einer Matrix, bestehend aus Proteinen (z. B. adhäsiven Pili), Polysacchariden, extrazellulärer DNA und Enzymen, die insgesamt auch als „extrazelluläre polymere Substanzen“ bezeichnet werden. Ihre Entstehung verläuft typischerweise in mehreren Schritten. Zunächst binden die Bakterienzellen an eine Fläche (Adhäsion).

Diese Bindung ist anfangs noch reversibel. Anschließend bilden die Bakterien durch Zellteilung und Produktion extrazellulärer Matrix eine Mikrokolonie, die sich im Verlauf stabilisiert und reift. Der Biofilm kann in der Folge wieder Bakterienzellen oder Biofilmteile freisetzen, die an eine weitere Fläche anhaften.

In Laborversuchen wird häufig mit monomikrobiellen Biofilmen geforscht, d. h. dass nur eine Bakterienspezies den Biofilm bildet oder besiedelt. Seltener finden sich Studien mit polymikrobiellen Biofilmen, bei denen 2 oder mehr Bakterienspezies bzw. andere Mikroorganismen vorhanden sind. Polymikrobielle Biofilme werden jedoch typischerweise auf Devices oder Wunden nachgewiesen.

Trockener Biofilm

Seit einigen Jahren wird „trockenem“ Biofilm mehr Aufmerksamkeit gewidmet. Hierbei handelt es sich um Cluster von Mikroorganismen, für die elektronenmikroskopisch die für Biofilme typische extrazelluläre Matrix nachgewiesen wurde. Forscher aus Großbritannien untersuchten 2018 in 9 Abteilungen aus 3 Kliniken insgesamt 61 Flächen mit häufigem Händekontakt. Zu den Flächen zählten vor allem Tastaturen (34 Proben) und Patientenakten (20 Proben), aber auch Händedesinfektionsmittelflaschen (2 Proben). Auf 95% dieser Flächen wurde trockener polymikrobieller Biofilm nachgewiesen. Alle Biofilme enthielten gramnegative Bakterienspezies, teilweise mit einer Relevanz für nosokomiale Infektionen. In 58% der Biofilme fand sich MRSA.

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Aus der Zeitschrift Krankenhaushygiene 01/2019