Informationsblatt

Lieferumfang – einsatzbereit
®
Das BactoSonic umfasst ein Ultraschallgerät BS 14,
verschiedene Implantat­boxen, die passenden Halter,
weiteres Zubehör sowie die wissenschaftlich fundierte
Verfahrensanweisung für die Nutzung.
Endoprothesen nicht im Lieferumfang enthalten.
Entwickelt unter anderem auf Basis der wissenschaftlichen
Veröffentlichungen Nr. 1, 8 und 9 der weiterführenden
Literaturhinweise.
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Weiterführende Literaturhinweise
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Sz.: 6642/2010-02
BactoSonic®
Sonikation
für die schnelle
mikrobiologische Diagnostik
bei Implantatinfektionen
NEU
1
Implantate und Infektionen
– eine Herausforderung der modernen Medizin
Mit zunehmender Verwendung medizinischer Implantate
sind wir auch vermehrt mit infektiösen Biofilmen auf diesen konfrontiert. Zu den häufigsten Implantaten gehören
Gelenkprothesen, Osteosynthesen, vaskuläre Prothesen,
Pacemaker und Defibrillatoren, Zahnimplantate, neurochirurgische Shunts und Brustimplantate.
Der Therapieerfolg bei Implantatinfektionen ist abhängig
von einer präzisen, mikrobiologischen Diagnose. Weil
Mikroorganismen auf Fremdkörpern Biofilme bilden, sind
sie aber oft schwierig in umgebendem Gewebe nachzuweisen.
Bild 1 Planktonische und Biofilm-Formen von Bakterien
Biofilme bestehen aus einer amorphen Matrix aus polymerisiertem Polysaccharid, in welcher Mikroorganismen
eingebettet sind (Bild 1). Im Biofilm befinden sich Mikroorganismen in einer metabolisch wenig aktiven, stationären Wachstumsphase. Über Wochen bis Jahre entwickelt
sich eine komplexe dreidimensionale Schicht, die über
rudimentäre Strukturen die Ernährung des Biofilmes (über
Wasserkanäle) und seine Kommunikation (durch extrazelluläre Botenstoffe) gewährleistet.
Wärend frei lebende (planktonische) Bakterien von Antibiotika und dem Immunsystem abgetötet werden, überleben adhärente Bakterien geschützt in der extra zellulären
Matrix des Biofilms (Bild 2).
Bild 2
Biofilm auf der
Implantatoberfläche
Bedeutung der Sonikation für die Diagnose von
Implantatinfektionen
Durch Sonikation (Ultraschall) können Mikroorganismen
schonend von der Oberfläche eines infizierten Implantats
entfernt werden. Das Implantat wird in Flüssigkeit getaucht,
damit die Ultraschallwellen auf die ganze Implantatoberfläche einwirken können. Nach der Sonikation wird die
Flüssigkeit (das Sonikat) für Kulturen angesetzt und kann
danach sofort für die nachfolgende Analytik (z. B. PCR)
benutzt werden. Durch Sonikation wird damit bei n
­ ötiger
Implantatentfernung eine schnelle ­Diagnostik vom Ort der
Infektion möglich.
Quantitativer Nachweis von Biofilm-bildenden Bakterien auf Implantaten mittels Sonikation
Das Implantat wird aseptisch im Operationssaal aus dem
Körper entfernt und in einer sterilen Box innerhalb von 24
Stunden in das Mikrobiologielabor transportiert. Nach Zusatz von Ringerlösung wird das Implantat kräftig geschüttelt
und für 1 Minute dem Ultraschall ausgesetzt.
Dabei entfernt die Sonikation > 99,9% der adhärenten
Bakterien (Bild 3).
Bild 3
Erfolg der
Biofilm­
entfernung
Bild 4
Vergleich der
Kulturen von
­Gewebebiopsie
und Sonikations­
flüssigkeit
(Sonikat)
Das Sonikat wird mikrobiologisch verarbeitet und die
Bakterienmenge quantitativ angegeben (Anzahl von
koloniebildenden Einheiten pro ml Sonikationsflüssigkeit.
Mittels Sonikation können bis 10.000-mal mehr Bakterien nachgewiesen werden als mit üblichen Methoden,
wie zum Beispiel aus Biopsien von periprothetischem
Gewebe (Bild 4). Dadurch können Mischinfektionen und
unterschiedliche Bakterien-Morphotype besser nachgewiesen werden.
Die Sensitivität ist insbesondere bei Patienten mit vorangegangener Antibiotikatherapie verbessert, weil die im
Biofilm geschützten Bakterien besser überleben.
Wirkprinzip der Sonikation
Zur schonenden Ablösung des Biofilms wird das in einer
Box mit Flüssigkeit deponierte Implantat in das eigens für
dieses Verfahren entwickelte BactoSonic® eingelegt; eine
Beschallung in einem gewöhnlichen Ultraschallbad würde
die Mikroorganismen abtöten. Es erfolgt eine Beschallung
mit niederfrequentem Ultraschall bei geringer Intensität im Bereich der Kavitationsschwelle. Dabei wird die
Haftung des Biofilms an der Implantatoberfläche durch
wirkende Mikroströmungen, Scherkräfte und oszillierende Kavitations­blasen so weit vermindert, dass er sich
während der Beschallungsdauer vom Implantat ablöst.
Entstehende Kavitationsereignisse sind dabei noch so
energiearm, dass es zu keinen signifikanten Zerstörungen
von Zellstrukturen kommt. Die in dem Sonikat gewonnenen Mikroorganismen können unmittelbar kultiviert oder
durch andere Methoden zeitnah nachgewiesen werden.