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 Biofilm-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, das heißt sie beinhal­ten mehrere unter­schied­li­che Arten von Mikroorganismen.[2,3]

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 Biofilm 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 Prozent der Proben Biofilm­struk­tu­ren nachge­wie­sen werden im Vergleich zu nur 6 Prozent 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, zum Beispiel 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 (Débri­de­ment) nur ein kurzzei­ti­ges Thera­pie­fens­ter, das heißt 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, das heißt durch Débri­de­ment 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.

Quelle: Phillips PL, Wolcott RD, Fletcher J, Schultz GS. Biofilme Einfach erklärt. Wounds Inter­na­tio­nal 2010; 1(3): verfüg­bar unter http://www.woundsinternational.com