19.11.2004, 19:46 Uhr
Strom vertreibt Bakterien von Implantaten
Elektrischer Strom könnte helfen, orthopädische Implantate frei von Bakterien zu halten. Das haben niederländische Mikrobiologen ermittelt. Wie sie im Fachblatt "Applied and Environmental Microbiology" berichten, löst ein schwacher Gleichstrom selbst hartnäckige Biofilme von Stahlimplantaten.
Damit ein gebrochener Knochen wieder zusammenwachsen kann, müssen die Fragmente mitunter durch einen äußeren Rahmen in Position gehalten werden. Dazu werden Edelstahlstäbe in den Knochen geschraubt, die wiederum auf einer Metallstange außerhalb des Körpers befestigt sind. Das Problem: Die durch die Haut ragenden Stäbe stellen ein Einfallstor für Bakterien dar. Entsprechend häufig seien Infektionen, erläutern die Forscher um Henny van der Mei von der Universität Groningen.
Besonders ernst werde die Lage, wenn die Mikroben Biofilme auf dem Implantat bildeten. "In solchen Fällen sind 500- bis 5.000-mal höhere Antibiotikaspiegel nötig, um auf die Organismen im Biofilm den gleichen Effekt wie auf einzeln auftretende Organismen zu erzielen." Angeregt durch frühere Beobachtungen, testeten van der Mei und ihr Team nun die Wirkung von elektrischem Strom auf solche Biofilme. Als Testorganismus diente dabei Staphylococcus epidermidis.
Die Forscher gaben den Bakterien 200 Minuten Zeit, sich auf Edelstahlpulver anzusiedeln und Biofilme zu bilden. Dann setzten sie das Metall sechs Stunden lang entweder Dauerstrom oder aber Strompulsen aus. Als besonders effektiv erwies sich Gleichstrom mit einer Stärke von 100 Mikroampere. In diesem Fall kam es zu einer 80-prozentigen Ablösung der Biofilme von der Unterlage - und lediglich 2 bis 3 Prozent der auf dem Metall verbliebenen Bakterien zeigten noch Stoffwechselaktivität. Van der Meiden und ihre Kollegen glauben daher, dass ihre Strommethode - in Kombination mit der herkömmlichen Versorgung der Metallpins - gute Dienste leisten kann. Die Applikation des Stroms könne erfolgen, indem man eine Ringelektrode um den Stab lege und den Edelstahlstab selbst als zweite Elektrode nutze.
Forschung: Arnout J. van der Borden, Hester van der Werf, Henny C. van der Mei und Henk J. Busscher, Department of Biomedical Engineering, University of Groningen
Veröffentlicht in Applied and Environmental Microbiology, Vol. 70(11), pp 6871-4
WWW:
Biomedical Engineering, Groningen
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