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Beeinflussung der Vermehrungskinetik ausgewählter Krankheitserreger durch Antiseptika und Tissue Tolerable Plasma (TTP)

  • In dieser Arbeit wurde die Wirksamkeit der Antiseptika Chlorhexidindigluconat CHX 0,0001 % u. 0,00000625 %), Polihexamethylenbiguanid (PHMB 0,0001 % u. 0,000025 %) und Octenidinhydrochlorid (OCT 0,0002 % u. 0,00005 %) mit gewebekompatiblen Atmosphärendruckplasmen (TTP) mit dem Edelgas Argon als Trägergas mit und ohne Zumischung von 1% Sauerstoff, generiert mit dem kINPen09 und einer Hohlelektroden-Dielectric-Barrier Discharge Plasmaquelle (HDBD) sowie der alleinigen Gasbehandlung (Trägergas ohne Plasmagenerierung) in Bezug auf die Vermehrungshemmung bzw. Eradikation von C. albicans ATCC 10231, C. albicans SC 5314, P. aeruginosa ATCC 9027, P. aeruginosa SG 81, S. epidermidis ATCC 12228, S. epidermidis RP 62A, S. mutans DSM 20523 und S. sanguinis DSM 20068 untersucht. Die Antiseptika wirkten über den gesamten Untersuchungszeitraum von 32 h auf die Mikroorganismen ein, die TTP-Behandlungen nur 60 s. Die Vermehrung der Mikroorganismen wurde alle 30 min anhand der optischen Dichte der Testkulturen gemessen und die Fläche unter dem resultierenden Graphen (Area under the curve, AUC) charakterisiert. Bei C. albicans ATCC 10231 und SC 5314 wurde die Vermehrung vollständig von OCT 0,0002 % und der Plasmabehandlung mit HDBD mit Sauerstoffzuführung gehemmt. Die HDBD-und kINPen09- Behandlungen ohne Sauerstoffzufuhr waren beim ATCC-Stamm nur unwesentlich weniger effektiv. Die restlichen Antiseptika zeigten nur eine geringe Wirkung. Bei der Behandlung von P. aeruginosa SG 81 kam es weder durch die verwendeten Antiseptika noch durch das Plasma zu einer vollständigen Vermehrungshemmung. Insgesamt stellten sich hier die Plasmabehandlungen als deutlich effektiver heraus als die Behandlungen mit den Antiseptika. Auch bei P. aeruginosa ATCC 9027 zeigte die Behandlung mit den Antiseptika einen geringeren Effekt. Im Ganzen reagierten die gramnegativen P. aeruginosa in diesen Versuchen am wenigsten empfindlich auf die antiseptischen Behandlungen. Bei der Behandlung von S. epidermidis RP 62A bewirkten die Antiseptika PHMB 0,0001 % und OCT 0,0002 % eine vollständige Vermehrungshemmung. Die Argongaskontrolle und die Plasmabehandlung mit dem kINPen09 waren ebenso wie die Behandlung mit CHX 0,0001 % etwas weniger wirksam. Beim nicht biofilmbildenden ATCC 12228 Stamm von S. epidermidis, der nicht mit Plasma behandelt wurde, führte nur OCT 0,0002 % zu einer vollständigen Vermehrungshemmung. Bei S. mutans DSM 20523 konnte keine der untersuchten antiseptischen Behandlungen zu einer vollständigen Vermehrungshemmung führen. Am effektivsten stellten sich die Behandlungen mit OCT, PHMB und die Plasmaanwendung mit dem kINPen09 ohne und mit 1 % Sauerstoffbeimischung heraus. Die Behandlung von S. sanguinis DSM 20068 wurde ausschließlich mit Plasma bzw. deren Gaskontrollen durchgeführt. Hier waren die Plasmabehandlungen mit dem kINPen09 und deren Gaskontrollen den HDBD-Behandlungen überlegen. Von allen getesteten Antiseptika stellte sich Octenidin 0,0002 % als das am breitesten wirksame und effektivste Antiseptikum heraus. Bei der Behandlung der Candida- und S. epidermidis-Stämme führte dies zu einer vollständigen Hemmung der Proliferation bis zum Ende des Beobachtungszeitraums von 32 h. CHX 0,0001 % und PHMB 0,0001 % unterschieden sich bis auf die Behandlung von S. epidermidis RP 62A und S. mutans DSM 20523 mit der Überlegenheit für PHMB 0,0001 % nicht in ihrer Wirksamkeit. Die Plasmabehandlungen von 60 s waren mit Ausnahme von S. epidermidis den über den gesamten Untersuchungszeitraum einwirkenden Antiseptika ebenbürtig oder signifikant überlegen. Die Behandlung mit TTP könnte damit eine wirksame Alternative oder Ergänzung zu den herkömmlichen Antiseptika darstellen, um z.B. die Vermehrung von Mikroorganismen in einer infizierten Wunde zu hemmen und somit die Immunabwehr zu unterstützen und Entzündungen zu verzögern oder zu verhindern.
  • In this paper the effectivity of the chemical antiseptics Chlorhexidine digluconate(CHX 0,0001 % and 0,00000625 %), Polyhexanide (PHMB 0,0001 % and 0,000025 %) and Octenidine hydrochloride (OCT 0,0002 % and 0,00005 %) were compared to tissue tolerable plasma (TTP) with argon carrier gas with and without admixture of 1 % oxygen, generated by the kINPen09 and a dielectric barrier discharge hollow electrode (HDBD) and a simple argon gas treatment without the generation of plasma related to the growth inhibition respectively eradication of C. albicans ATCC 10231, C. albicans SC 5314, P. aeruginosa ATCC 9027, P. aeruginosa SG 81, S. epidermidis ATCC 12228, S. epidermidis RP 62A, S. mutans DSM 20523 and S. sanguinis DSM 20068. The antiseptics affected the microorganisms over the whole period of examination by 32 h, TTP only 60 s. The growth of the microorganisms was measured every 30 min with the help of the optical density and characterized with the area under the curve (AUC). The growth of C. albicans ATCC 10231 and SC 5314 completely inhibited by OCT 0,0002 % and the plasma treatment by HDBD with the admixture of oxygen. The treatment by HDBD and kINPen09 without the admixture of oxygen was nearly as effective on the ATCC strain. The rest of the antiseptics had only a little impact. Neither the plasma nor the antiseptics could achieve complete growth inhibition of P. aeruginosa SG 81. Considering all treatments it can be concluded that in total the application of plasma turned out to be significantly more effective than the treatment with antiseptics. This also applies for P. aeruginosa ATCC 9027 where the treatment with antiseptics showed a smaller effect. In the treatment of S. epidermidis RP 62A a complete growth inhibition could be achieved by using the antiseptics PHMB 0,0001 % and 0,0002 % OCT. The argon gas control and plasma treatment with kINPen09 as well as the treatment with CHX 0,0001 % was less effective. The gramnegative P. aeruginosa was the most resistant to the antiseptic treatments. In the non-biofilm-forming strain of S. epidermidis ATCC 12228, which was not treated with plasma, only OCT 0,0002 % led to a complete growth inhibition. None of the investigated antiseptic treatments could lead to a complete inhibition growth of S. mutans DSM 20523. The most effective treatments resulted from using OCT, PHMB and plasma application with the kINPen09 with and without oxygen admixture. The treatment of S. sanguinis DSM 20068 was carried out exclusively with plasma or their gas controls, whereby the plasma treatments with the kINPen09 and their gas controls were superior to the HDBD treatments. Octenidine 0,0002 % turned out to be the most and wide effective antiseptic from all of the examined ones. It led to a complete inhibition growth of the Candidae and S. epidermidis strains by the end of the 32 h observation period. CHX 0,0001 % and PHMB 0,0001 % didnt differ in their efficacy, except in the treatment of S. mutans DSM 20523 and S. epidermidis RP 62A with a predominance for PHMB 0,0001 %. The plasma treatments for 60 s with the exception of S. epidermidis, were over the entire study period at least equal or significantly superior to antiseptics. The treatment with TTP could thus represent an effective alternative or supplement to conventional antiseptics, for example, to inhibit the growth of microorganisms in an infected wound and consequently supporting the immune system and delay or prevent inflammation.

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Metadaten
Author: Farzana Rebert
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001828-6
Title Additional (English):Influence on the reproduction of elected pathogens by antiseptics and Tissue Tolerable Plasma (TTP)
Advisor:Prof. Dr. Axel Kramer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2014/05/26
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2014/04/28
Release Date:2014/05/26
Tag:HDBD, Octenidin, Staphylococcus epidermidis, Streptococcus sanguinis, Tissue Tolerable Plasma, kINPen09
GND Keyword:Candida albicans, Chlorhexidin, Plasma, Polihexanid, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus mutans
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Hygiene und Umweltmedizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit