Inaktivierung von Bakterien auf einer photodynamisch aktiven Oberfläche mittels unterschiedlicher Photosensibilisatoren

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Jonge, Lisa Rahel de

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Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 12 Dez 2013 15:49

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Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	12 Dezember 2013
Begutachter (Erstgutachter):	PD Dr. Tim Maisch
Tag der Prüfung:	5 Dezember 2013
Institutionen:	Medizin > Lehrstuhl für Dermatologie und Venerologie
Stichwörter / Keywords:	Photodynamische Therapie, selbstdesinfizierende Oberflächen, Photosensibilisatoren, Bakterien
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	29196

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Zusammenfassung (Deutsch)

Zusammenfassung (Deutsch)

Die Entwicklung und Ausbreitung von MRE in Deutschland nimmt in den letzten Jahren besorgniserregende Ausmaße an. Keime wie MRSA, VRE, VRSA oder ESBL produzierende Bakterien bedeuten eine große gesundheitliche Gefahr und eine enorme finanzielle Belastung für die gesamte Gesellschaft. Durch die Ausbreitung der MRE in deutschen Krankenhäusern ist eine konsequente Hygiene unabdingbar und Übertragungswege müssen gezielt unterbrochen werden. Vor allem multimorbide und immunsupprimierte Patienten sind durch Infektionen mit MRE gefährdet. So entstehende nosokomiale Infektionen können langwierige und kostenintensive Therapien nach sich ziehen und stellen sowohl die Patienten als auch das Klinikpersonal vor eine große Herausforderung. Zur Verhinderung von NI können neue Technologien, wie selbstdesinfizierende photodynamisch aktive Oberflächen, einen Beitrag leisten.
Bei der PIB auf Oberflächen haben entstehende reaktive Sauerstoffspezies wie Singulett-Sauerstoff oder freie Sauerstoffradikale als toxisches Agens direkt Kontakt zu den Bakterien und inaktivieren diese. Es wurden zur Herstellung dieser photodynamisch aktiven Oberflächen verschiedene Photosensibilisatoren aus der Gruppe der Phenothiazine, Porphyrine und Perinaphthenone in das Gemisch CA-Aceton eingearbeitet. Die CA-Oberflächen mit den PS wurden anschließend auf ihre Stabilität in Aqua dest. als Lösungsmittel untersucht und die Beschaffenheit der PS in der CA-Oberfläche spektroskopisch gemessen. Der Nachweis der Singulett-Sauerstoff-Generierung der PS-CA-Oberflächen gelang in der Forschungsgruppe. Die CA-Oberflächen hergestellt mit dem lipophilen PS TPP stellten sich als am stabilsten heraus. Die S. aureus-Isolate, aufgetragen auf die TPP-CA-Oberflächen, wurden unter verschiedenen Bedingungen bestrahlt, um die effektivste Methode zur Inaktivierung der Bakterien zu etablieren. Bei den Tests mit den TPP-CA-Oberflächen konnte bei einer Konzentration von 250 µM eine Reduktion der Keimzahl um annähernd 99% (2 log10-Stufen) erzielt werden.
Das Ergebnis ist für den klinischen Einsatz noch nicht ausreichend, jedoch zeigt sich durch selbstdesinfizierende Oberflächen eine vielversprechende Möglichkeit, die Keimzahl auf Oberflächen auf einem niedrigen Niveau zu halten, was die Verbreitungswahrscheinlichkeit der Keime vermindern und neue nosokomiale Infektionen verhindern kann.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

In the last few years the development and spread of multi resistant bacteria in Germany has attained problematic dimensions. Germs like MRSA, VRE, VRSA or ESBL producing bacteria are a big health threat and an enormous financial charge for the whole community. Due to the spread of multi resistant bacteria in German hospitals consistent hygiene is indispensable and transmission routes have to be specifically interrupted. Especially multimorbid and immunosuppressed patients are threatened by infections caused by multi resistant bacteria. Nosocomial infections (NI) can result into prolonged and cost intensive treatments and pose a big challenge for patients as well as clinical staff. New technologies like self-disinfectant photodynamic active surfaces could contribute to avoid NI.
Photodynamic active surfaces developing reactive oxygen species like singlet oxygen or free oxygen radicals as toxic agents which have direct contact to bacteria and inactivate these immediately during illumination of such surfaces. To produce these photodynamic light activating surfaces different photosensitizers (PS) from different chemical classes of phenothiazines, porphyrines and perinaphthenones were added an alloy of cellulose acetate (CA) and acetone. Afterwards the stability of the CA-surfaces containing PS were investigated in aqua dest. as a solvent and the PS embedded in the CA-surface was characterized spectroscopically. The generation of singlet oxygen by the PS-CA-surfaces was confirmed for the first time. CA-surfaces containing the lipophilic PS TPP showed the highest stability. The isolates of S. aureus applied on the TPP-CA-surfaces were irradiated under different conditions to establish the most effective method to inactivate these bacteria. During experiments with TPP-CA-surfaces a reduction of microorganisms of 99% (2 log10-steps) was achieved when the concentration of TPP was 250 µM.
The result is not adequate for clinical use yet, though self-disinfectant surfaces show a promising approach to keep the number of microorganisms on surfaces on a lower level, which might have the possibility to reduce the spreading germs and prohibit new NI in the future.

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