Es ist bekannt, dass bak­te­ri­el­le Bio­fil­me zu zahl­rei­chen chro­ni­schen Ent­zün­dungs­ge­sche­hen bei­tra­gen und den Hei­lungs­pro­zess bei chro­ni­schen Wun­den ver­zö­gern. Bio­fil­me besit­zen eine hohe Tole­ranz gegen­über Anti­kör­pern, Anti­bio­ti­ka, Des­in­fek­ti­ons­mit­teln und pha­go­zy­tie­ren­den Ent­zün­dungs­zel­len. Nach aktu­el­lem Erkennt­nis­stand wird emp­foh­len, Wun­den mit Ver­dacht auf Bio­film­be­lag regel­mä­ßig zu debri­die­ren bzw. zu rei­ni­gen, sowie anti­mi­kro­biel­le Sub­stan­zen und Wund­ver­bän­de zu appli­zie­ren, die eine Rekon­ta­mi­na­ti­on der Wun­de ver­hin­dern und eine -Neu­bil­dung unter­drü­cken.

Was sind Biofilme?

Bio­fil­me sind mikro­biel­le Lebens­ge­mein­schaf­ten, die sich aus Bak­te­ri­en und Pil­zen zusam­men­set­zen kön­nen. Bio­fil­me sind dyna­mi­sche hete­ro­ge­ne Lebens­ge­mein­schaf­ten, die sich kon­ti­nu­ier­lich verändern.[1] Sie kön­nen aus einer ein­zi­gen Bak­te­ri­en- oder Pilz­art bestehen oder, was häu­fi­ger vor­kommt, poly­mi­kro­biell sein, d. h. sie beinhal­ten meh­re­re unter­schied­li­che Arten von Mikroorganismen.[2,3]

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Auf ein­fachs­ter Ebe­ne las­sen sich Bio­fil­me beschrei­ben als Bak­te­ri­en, die in eine dicke schlei­mi­ge Schutz­schicht aus Zuckern und Pro­te­inen ein­ge­bet­tet sind. Die­se Schutz­schicht schützt die Mikro­or­ga­nis­men im vor äuße­ren Ein­flüs­sen.

Welche Rolle spielen Biofilme bei der Wundheilung?

Bio­fil­me fin­den sich auch in Wun­den und wer­den häu­fig für Wund­hei­lungs­ver­zö­ge­run­gen ver­ant­wort­lich gemacht. Durch elek­tro­nen­mi­kro­sko­pi­sche Unter­su­chun­gen von Biop­sien aus chro­ni­schen Wun­den konn­ten bei 60 % der Pro­ben Bio­film­struk­tu­ren nach­ge­wie­sen wer­den im Ver­gleich zu nur 6 % bei Biop­sien aus aku­ten Wunden.[4] Da Bio­fil­me Berich­ten zufol­ge einen wich­ti­gen Fak­tor bei ver­schie­de­nen chro­ni­schen Ent­zün­dungs­krank­hei­ten dar­stel­len, ist anzu­neh­men, dass fast alle chro­ni­schen Wun­den, zumin­dest in einem Teil­be­reich des Wund­betts, Bio­film-Lebens­ge­mein­schaf­ten auf­wei­sen.

Wie schnell bilden sich Biofilme?

Expe­ri­men­tel­le Laboruntersuchungen[5,6] haben gezeigt, dass sus­pen­dier­te Bak­te­ri­en, z.B. Sta­phy­lo­coc­cus, Strep­to­coc­cus, Pseu­do­mo­nas und Esche­ri­chia coli, typi­scher­wei­se:

  • sich inner­halb von weni­gen Minu­ten anhef­ten
  • stark anhaf­ten­de Mikro­ko­lo­nien sich inner­halb von 2–4 Stun­den bil­den
  • inner­halb von 6–12 Stun­den zuneh­mend tole­ran­ter gegen­über Bio­zi­den, z.B. Anti­bio­ti­ka, Anti­sep­ti­ka und Des­in­fek­ti­ons­mit­teln wer­den
  • sich inner­halb von 2–4 Tagen, in Abhän­gig­keit von Spe­zi­es und Wachs­tums­be­din­gun­gen, zu voll aus­ge­reif­ten Bio­film-Kolo­nien ent­wi­ckeln
  • sich rasch von mecha­ni­scher Zer­stö­rung erho­len und inner­halb von 24 Stun­den neue rei­fe Bio­fil­me aus­bil­den.

Dar­aus lässt sich schlie­ßen, dass für eine effi­zi­en­te Wund­rei­ni­gung () nur ein kurz­zei­ti­ges The­ra­pie­fens­ter, d.h. für weni­ger als 24 Stun­den, zur Ver­fü­gung steht, in wel­chem anti­mi­kro­biel­le Behand­lun­gen mit hoher Wirk­sam­keit ein­ge­setzt wer­den kön­nen, um sowohl die Anzahl von sus­pen­dier­ten als auch im Bio­film leben­den Mikro­or­ga­nis­men in Wun­den zu redu­zie­ren.

Können wir Biofilme sehen?

Bio­fil­me sind mikro­sko­pi­sche Struk­tu­ren. Unter bestimm­ten Umstän­den sind sie, wenn sie über einen län­ge­ren Zeit­raum unge­stört wach­sen kön­nen, dick genug, um mit blo­ßem Auge erkannt zu wer­den. Bei­spiels­wei­se kann sich inner­halb eines Tages so viel Zahn­plaque abla­gern, dass sie deut­lich zu sehen ist.

Man­che Bak­te­ri­en im Bio­film-Erschei­nungs­bild syn­the­ti­sie­ren Pig­men­te, die den sicht­ba­ren Nach­weis erleich­tern kön­nen. Pseu­do­mo­nas aeru­gi­no­sa zum Bei­spiel pro­du­ziert das Quo­rum-Sen­sing-Mole­kül Pyo­cya­nin, wel­ches grün ist, wenn das Bak­te­ri­um in einem Bio­film-spe­zi­fi­schen Erschei­nungs­bild vorkommt.[7] Eine Grün­fär­bung bei einer Wun­de ist jedoch nicht zwangs­läu­fig ein Indi­ka­tor für einen Bio­film aus Pseu­do­mo­nas.

Wie kann die Biofilmbelastung reduziert werden?

Bis­he­ri­ge Erkennt­nis­se las­sen den Schluss zu, dass phy­si­ka­li­sches Ent­fer­nen des Bio­films, d. h. durch oder star­kes Aus­wi­schen der Wun­de, die bes­te Metho­de zur Ver­rin­ge­rung der Belas­tung durch Bio­film darstellt.[8]

Kei­ne Metho­de der Wund­rei­ni­gung ist in der Lage, Bio­film voll­stän­dig zu ent­fer­nen. Um Bio­fil­me wirk­sam zu ent­fer­nen, emp­fiehlt sich eine Kom­bi­na­ti­on fol­gen­der Maß­nah­men: Débri­de­ment und/oder Wund­rei­ni­gung, Anle­gen geeig­ne­ter Wund­ver­bän­de zum Schutz der Wun­de vor dem Ein­drin­gen wei­te­rer Bak­te­ri­en und Ein­satz von anti­mi­kro­biel­len Wirk­stof­fen zur Abtö­tung von Mikro­or­ga­nis­men in der Wun­de. Die­se Maß­nah­men soll­ten wie­der­holt und regel­mä­ßig erfol­gen, da sich Bio­fil­me inner­halb eines Tages wie­der neu bil­den und somit die Wund­hei­lung ver­zö­gern kön­nen.

[1] Hall-Stood­ley L, Stood­ley P. Evol­ving con­cepts in bio­film infec­tions. Cell Micro­bi­ol 2009; 11(7): 1034–43.

[2] Dowd SE, Sun Y, Secor PR, et al. Sur­vey of bac­te­ri­al diver­si­ty in chro­nic wounds using pyro­se­quen­cing, DGGE, and full ribo­so­me shot­gun sequen­cing. BMC Micro­bi­ol 2008; 8(1): 43.

[3] Tren­go­ve NJ, Stacey MC, McGe­chie DF, Mata S. Qua­li­ta­ti­ve bac­te­rio­lo­gy and leg ulcer healing. J Wound Care 1996; 5(6): 277–80.

[4] James GA, Swog­ger E, Wol­cott R, et al. Bio­films in chro­nic wounds. Wound Repair Regen 2008;16(1): 37–44.

[5] Cos­ter­ton JW. The etio­lo­gy and per­sis­tence of cryp­tic bac­te­ri­al infec­tions: a hypo­the­sis. Rev Infect Dis 1984; 6 Sup­pl 3: S608-16.

[6] Bes­ter E, Krou­kamp O, Wolfaar­dt GM, et al. Meta­bo­lic dif­fe­ren­tia­ti­on in bio­films as indi­ca­ted by car­bon dioxi­de pro­duc­tion rates. Appl Envi­ron Micro­bi­ol 2010; 76(4): 1189–97.

[7] Diet­rich LE, Pri­ce-Whel­an A, Peter­sen A, et al. The phen­azi­ne pyo­cya­nin is a ter­mi­nal signal­ling fac­tor in the quo­rum sen­sing net­work of Pseu­do­mo­nas aeru­gi­no­sa. Mol Micro­bi­ol 2006; 61(5): 1308–21.

[8] Wol­cott RD, Ken­ne­dy JP, Dowd SE. Regu­lar debri­de­ment is the main tool for main­tai­ning a healt­hy wound bed in most chro­nic wounds. J Wound Care 2009; 18(2): 54–56.