Biofilmprävention durch akustische Nanowellen: Folie 1/2 Biofilmprävention durch akustische Nanowellen: Ein neuer Aspekt bei katheterassoziierten Harnwegsinfektionen? Simon Zillich, Christian Weber, Uwe Ikinger Abteilung für Urologie, Krankenhaus Salem, Heidelberg Abstrakt Material und Methoden Fragestellung Katheterassoziierte Harnwegsinfektionen stellen einen Grossteil der nosokomialen Infektionen dar und lassen sich selbst bei sorgfältigster Kathetertechnik nicht vermeiden. In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass der Biofilmbildung entlang der Katheteroberfläche eine Schlüsselrolle bezüglich des biologischen und Resistenz-verhaltens von Bakterien zu kommt. Die Biofilmbildung lässt sich bisher weder durch Antibiotika noch durch spezielle Kathetermaterialien effektiv verhindern. Material und Methoden In dieser Situation verwendeten wir einen neuen physikalischen Ansatz: aufgrund erfolgversprechender Tierversuche verwendeten wir akustische Niedrigenergie Nano-wellen, welche mit Hilfe eines am Katheter fixierten Gerätes (Uroshield ®) ausgesendet wurden. Im Rahmen einer doppelblinden, kontrollierten und randomisierten Studie wurden 22 Patienten postoperativ auf diese Weise behandelt, welche durchschnittlich neun Tage einen transurethralen Katheter benötigten. Am Ende der Studie wurden die Katheter elektronenmikroskopisch aufgearbeitet und untersucht. Ergebnisse Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen zeigten, dass kein Patient unter aktiver Uroshieldbehandlung eine Biofilmformation aufwies (11/11 Patienten). In der Kontroll-gruppe wiesen jedoch 7 von 11 Patienten eine Biofilmbildung auf. Das Uroshieldsystem wurde von allen Patienten ohne Nebenwirkungen toleriert. Schlussfolgerungen Damit konnte erstmals bei Patienten nachgewiesen werden, dass akustische Niedrig-energie Nanowellen in der Lage sind, eine Biofilmformation entlang eines trans-urethralen Katheters zu verhindern bzw. zu verzögern. Damit eröffnen sich neue Perspektiven einer antibiotikaneutralen Prophylaxe und / oder Behandlung von katheter-assoziierten Harnwegsinfektionen. In dieser Situation verwendeten wir einen neuen physikalischen Ansatz: aufgrund erfolgsversprechender Tierversuche verwendeten wir akustische Niedrigenergie Nanowellen. Diese akustischen Oberflächenwellen (SAW) im Frequenzbereich zwischen 30 bis 300 kHz erzeugen eine ellipsenförmige Bewegung bzw. Vibration des angeregten Materials (s. Abb. 1). Der Vorteil ist eine Wellenbewegung entlang der Grenzschichten zwischen den äußeren und inneren Katheteroberflächen und dem umgebenden Medium, was zu einem sehr geringen Energiebedarf führt (s. Abb. 2a und 2b). Die Applikation erfolgt mit Hilfe eines am Katheter fixierten Gerätes (Uroshield ®*) mittels eines piezoelektrischen Wandlers (s. Abb. 3). Das Potenzial der Oberflächenwellen beinhaltet: Biofilmprävention, Antibiotikapenetration, Reduktion der Katheter-inkrustration, Anregung der Kollagen- und Zytokeratin 14-Expression (Wundheilung) und Schmerzreduktion. Wir wollten zunächst den Effekt einer Biofilmprävention und möglicherweise konsekutiven Infektprävention untersuchen. Im Rahmen einer doppelblinden, kontrollierten und randomisierten Studie wurden 22 Patienten postoperativ mit dem Uroshield-Gerät behandelt, welche durchschnittlich 9 Tage einen transurethralen Katheter benötigten. Da die Wellenaktivität subjektiv nicht wahrnehmbar ist, war ein doppelblinder Studienansatz möglich; 11 Patienten erhielten somit ein deaktiviertes Uroshield-Gerät. Zur frühzeitigen Erkennung eines Harnwegsinfektes, wurde bei allen Patienten täglich ein Katheteruricult gewonnen. Am Ende der Studie wurden die Katheter elektronenmikroskopisch aufgearbeitet und untersucht (s. Abb. 4). *Hersteller: Nanovibronix Inc., Cedarhurst, New York 4 Fragestellung Katheterassoziierte Harnwegsinfektionen stellen einen Grossteil der nosokomialen Infektionen dar und lassen sich selbst bei sorgfältigster Kathetertechnik und -pflege häufig nicht vermeiden. In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass der Biofilmbildung entlang der Katheteroberfläche, eine Schlüsselrolle bezüglich des biologischen Verhaltens von Bakterien und dem Resistenzverhaltens gegenüber einer Antibiotikaanwendung zu kommt. Die Biofilmbildung lässt sich bisher weder durch eine Antibiotikaprophylaxe noch durch spezielle Kathetermaterialien bzw. -beschichtungen effektiv verhindern. Ein neuer Ansatz könnte die Anwendung von Niedrigenergie Nano-wellen entlang der Katheteroberfläche sein. Basierend auf dem ersten verfügbaren Gerät (Uroshield ®) werden hier die ersten klinischen Erfahrungen und Ergebnisse vorgestellt.