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Ziel der Studie war die Beantwortung der Fragestellung, ob es im Klinikum Pasewalk aus krankenhaushygienischer Sicht Einwände gegen einen Wechsel der orthopädischen Operationen von einer mit TAV ausgestatteten OP-Einheit in eine mit TVS belüftete OP-Einheit gibt. Zusätzlich sollten Einflussfaktoren auf die partikuläre und mikrobielle Belastung der Raumluft einschließlich der Rolle der RLT-A analysiert werden. Besonderes Interesse galt hierbei dem Messpunkt direkt am OP-Gebiet. Als Qualitätsparameter der Raumluft wurden bei insgesamt 48 Operationen die Partikelkonzentration an drei Messpunkten und die mikrobielle Belastung der Raumluft an vier Messpunkten während des regulären OP-Betriebs in zwei OP-Einheiten gemessen. Zur Beurteilung der Partikelkonzentration der Raumluft an den 3 Messpunkten wurden Partikel der Größen 0,5 – 4,9µm und >5 µm kumulativ gemessen. Für die Erfassung der mikrobiellen Belastung der Raumluft wurden Sedimentationsplatten an 4 Messpunkten eingesetzt. Die mikrobielle Belastung war an den Messpunkten am OP-Gebiet, am Instrumententisch und in der Nähe der aseptischen Arbeitsflächen im OP 1 mit TAV signifikant geringer als im OP 2 mit TVS. Zusätzlich wiesen alle Messpunkte eine signifikant geringere partikuläre Belastung (sowohl unterhalb als auch außerhalb der TAV) im OP 1 mit TAV auf. Es konnte gezeigt werden, dass die Anzahl der im Hintergrund tätigen Personen die Partikelkonzentration (>5,0 µm) und die mikrobielle Belastung am OP-Gebiet erhöht. Diese Effekte sind nur in OP 2 mit TVS nachweisbar. Zudem konnte ein positiver Zusammenhang zwischen Partikelkonzentration (>5,0 µm) und mikrobieller Belastung festgestellt werden. Als Fazit kann eine Empfehlung zum Wechsel der OP-Einheiten nicht ausgesprochen werden. Zudem konnte gezeigt werden, dass eine RLT-A mit TAV einen verringernden Einfluss auf die Erregerbelastung und Partikelbelastung am OP-Gebiet haben kann. Sie ist zudem über ihren Schutzbereich in der Lage Auswirkungen von Umgebungseinflüssen auf mikrobielle und partikuläre Belastung am OP-Gebiet signifikant zu verringern.

Zusammenfassung Die Wundheilung stellt einen komplexen und sensiblen Prozess dar, wobei neben Keratinozyten auch besonders Immunzellen eine wesentliche Rolle spielen. Besonders in der Medizin ist die Behandlung von Wunden eine zentrale Aufgabe und erfordert immer mehr Techniken, um diesen Prozess effizienter ablaufen zu lassen. Seit einigen Jahren steht die Behandlung von Wunden mittels Niedertemperatur Plasma immer mehr im Fokus der Wissenschaft. Dabei besteht Plasma aus zahlreichen Komponenten, wobei jede Komponente die Zelle unterschiedlich beeinflussen kann. Da auch jede Wunde einzigartig im Hinblick auf Beschaffenheit und Erregerspektrum ist, sollte dies auch mit einer individuellen Abstimmung der Plasamkomponenten einhergehen um so die Wundheilung noch effizienter zu gestallten. Ziel dieser Arbeit ist die Modifizierung der Plasma-Komponenten durch einen Gasmantel, um herauszufinden, welche Modifizierung am effektivsten auf Immunzellen und somit auch auf die Wundheilung wirkt.Dafür wurde in der vorliegenden Arbeit die Auswirkungen von fünf Gaszumischungen im Mantelgas eines argonbetriebenen kalten Atmosphärendruckplasmajets (kINPen 11) auf die Generierung von reaktiven Spezies in Flüssigkeiten und auf Monozyten in vitro untersucht. Der kINPen (ein Gerät der Firma neoplas,zur Erzeugung von Niedertemperatur-Plasma) war dabei auf 5slm(Standardliter pro Minute Argon) und Burstmodus eingestellt. Die Gaszusammensetzung variiert von 100% Stickstoff (N2) und 0% Sauerstoff (O2) in 25íger Schritten zu 100% O2 und 0% N2. Dabei entstehen abhängig von der O2- und N2-Zufuhr im Gasmantel unterschiedliche reaktive Spezies. Als repräsentativ für die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) wird Wasserstoffperoxid (H2O2) und für reaktiven Stickstoffspezies (RNS) werden Nitrit (NO2–) und Nitrat (NO3–) erfasst. Die Experimente wurden nach Flüssigkeitsanalytik und zellphysiologischen Aspekten gegliedert. Es wurde die THP-1-Monozytenzelllinie verwendet. Zu den Methoden der Flüssigkeitsanalytik gehören die Bestimmung des pH-Werts, die Detektion der NO2–-, NO3–- und H2O2-Konzentration. Zellphysiologisch wurde die Zellviabillität,die Apoptoserate,der Wachstumsfaktor HB-EGF,sowie die Zytokinsekretion detektiert. Zudem wurde die direkte und indirekte Plasma-Behandlung verglichen.Bei derdirekten Plasma-Behandlung stehen die Zellen mit dem Plasmaeffluenten im direkten, kontinuierlich Kontakt, wohingegen bei der indirekten Behandlung nur das Zellkulturmedium behandelt wird und anschließend auf die Zellen gelangt. Die Zellen haben keinen Kontakt mit dem Plasmaeffluenten. Zu der Flüssigkeitsanalytik gehört die gezielte Messung der durch das Plasma entstehenden ROS und RNS in phosphatgepufferte Salzlösung (PBS) und Zellkulturmedium (RPMI-Medium, Roswell Park Memorial Institute). Es konnten keine pH-Wert-Veränderungen durch die Plasma-Behandlung gemessen werden, aber mit Zunahme der Behandlungszeit stieg die Menge an reaktiven Spezies. Der Gasmantel hat besonders Auswirkungen auf den Gehalt der Flüssigkeiten an reaktiven Spezies. Die niedrigsten Nitrat-Anion (NO3–)- und Nitrit-Anion (NO2–)-Konzentrationen ergaben sich bei der 100% und 0%N2-Mantelgaszumischung. Die75%N2-Mantelgaszumischung zeigte die höchste NO3–-Konzentration in PBS. Die H2O2-Konzentration nahm mit dem Anteil an O2 im Mantelgas zu und erreicht ihr Maximum bei Mantelgaszumischung gezeigt werden. Alle anderen Mantelgaszumischungen zeigten zwar bei der Flüssigkeitsanalytik deutliche Unterschiede, doch durch die Anwesenheit von THP-1-Zellen wurde der Einfluss deutlich geringer. Die Gaszumischungen hatten trotz unterschiedlicher Bildung von reaktiven Stickstoff- und Sauerstoffspezies keinen großen Effekt auf die Zelltoxizität. Die 50%-N2-Mantelgaszumischung bewirkte die höchsten Konzentrationen an reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies (RONS), was mit einer erhöhten frühen und späten Apoptose einherging und mit niedrigen IL-8-Werten. Die 100% N2-Mantelgaszumischung zeigte die größten Effekte auf die Zytokinsekretion. Die IL-6-Konzentration sank sowohl bei den direkt als auch indirekt mit Plasma behandelten und mit Lipopolysaccharid (LPS)-stimulierten Proben. Gleichzeitig wurde für die unstimulierte, indirekte Plasma-Behandlung ein deutlicher Anstieg der IL-8-Konzentration gemessen. Neben den erwähnten Ergebnissen konnten weitere zelluläre Effekte unabhängig von den Mantelgaszumischungen gemessen werden. Zum Einen zeigten sich deutliche Unterschiede zwischen der direkten und indirekten Plasma-Behandlung. Die indirekte Plasma-Behandlung,d.h.diePlasma-Behandlung von Zellkulturmedium und die anschließende Inkubation der Zellen, zeigte eine starke Erhöhung der IL-8-Konzentration, die mit der N2-Konzentration im Mantelgas anstieg. Auch für die IL-6- und IL-8-Konzentrationen nach LPS-Stimulation zeigten sich Unterschiede zwischen der direkten und indirekten Behandlung. Die indirekte Plasma-Behandlung zeigte eine stark reduzierte Zellviabilität gegenüber der direkten Plasma-Behandlung (1 min), die eher aktivierend wirkte. Zum Zweiten zeigte sich nach der Plasma-Behandlung, dass die Zellen im Durchflusszytometer eine Erhöhung des Volumens und der Granularität nach langen Behandlungszeiten aufwiesen und scheinbar erhöhte Zellviabilität. Eine Detektion des Wachstumsfaktors HB-EGF mit Hilfe der FACS-Analyse konnte nicht gezeigt werden. Drittens, konnte durch Zugabe von Katalase ein Anstieg der NO2–-Konzentration im RPMI im Vergleich zur Behandlung ohne Katalase gezeigt werden. Somit spiegelt die Flüssigkeitsanalytik nicht die Stituation in Gegenwart von Zellen in vitro wieder. Erstmalig konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass die Modifizierung der Umgebungsgase bei der Plasma-Behandlung einen Einfluss auf die Bildung von ROS, RNS und Zytokinen hat. Besonders die 50% N2-Mantelgaszumischung hat mit der Reduktion der IL-8-Konzentration und damit der Reduktion eines für die Angionese relevanten Faktors möglicherweise einen negativen Effekt auf die Wundheilung. Im Gegensatz dazu bewirkt die 100% N2-Mantelgaszumischung durch Abnahme von IL-6 eine Verringerung der Entzündungsmediatoren und durch die Erhöhung von IL-8 eine Zunahme eines für die Angiogenese in Wunden wichtigen Parameters. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass der Einfluss durch die Behandlungszeit und der direkten und indirekten Behandlung einen weitaus größeren Effekt auf Monozyten haben könnte als bisher angenommen. Somit leistet diese Arbeit einen zusätzlichen Beitrag für das weitere Verständnis bei der Aufklärung der zellulären Effekte durch die Plasma-Behandlung. Es kamen aber auch neue Fragen auf, die noch nicht hinreichend geklärt wurden: Erstens, welcher Mechanismus steht hinter der Zunahme der Granularität und des Volumens nach langen Plasma-Behandlungen. Zweitens, in wie weit sind die ohne Katalase-Behandlung gemessenen NO2–-Konzentrationen aussagekräftig. Drittens, haben die indirekte und direkte Plasma-Behandlung den gleichen Effekt in vivo wie in vitro. Um diese Fragen weiter zu klären ist weitere Forschung nötig.

Introduction: Antiseptics are used for the prophylaxis of infections of acute wounds and for the treatment of critically colonized chronic wounds as well as localized infections of acute and chronic wounds. If an antiseptic with too much tissue toxicity and/or too little efficacy is used, the wound healing can be delayed. Objective: The aim was to compare the irritation potency of frequently used wound antiseptics by using the hen's egg test on the chorioallantoic membrane (HET-CAM). Additionally, the influence of antiphlogistic active additives which might increase the tolerability was examined. To allow a more extensive comparison, antiseptics classified as obsolete such as hydrogen peroxide, creams on PVP- iodine base, silver sulfadiazine, chlorhexidine and nitrofural as well as the non-antiseptic wound treatment agents dexpanthenol and hemoglobin spray were also examined. Method: The HET-CAM was used as a semi-in-vivo method to test the tolerability of wound antiseptics to tissues by observing the reactions that occur in the blood vessels of the highly vascularized CAM such as hemorrhage, lysis and coagulation. The irritation score (IS) was calculated and differentiated in 4 ranges according to Spielmann (1991). Results: The vascular injuries of the CAM were considered as an indirect indicator of the tolerability. It is accepted that agents with no or low irritation potential on the CAM are to be preferred in the clinical practice if they are clinically effective. Severe CAM reaction was observed after short-term application of octenidine based wound gel (active ingredient octenidine 0.05%) (IS: 10.3) and chlorhexidine digluconate 0.5% solution (IS: 9.5). Moderate reaction was observed for the combination of octenidine 0.05% in aqueous solution with panthenol 1.34% and allantoin 0.2% (IS: 8.7), hydrogen peroxide 1.5% in aqueous solution (IS: 6.1) and hydrogen peroxide 0.5% solution (IS: 5.5). Slight reaction was observed for hydrogen peroxide 1.5% solution in combination with sodium thiocyanate 0.698% (IS: 2.6), sodium thiocyanate 0.698% solution (IS: 2.1) and Dermacyn® (active ingredient NaOCl/HOCl each 0.004) (IS: 1.2). Polihexanide 0.04% in Ringer solution (IS: 0.9), Polihexanide 0.05% in Lipofundin, Granulox® (active agent hemoglobin 10%) (IS: 0) and dexpanthenol 5% solution (IS: 0) showed no reaction. In the long-term observation (24 hours after application), Dermacyn® showed the best results (59% of irritation remained alive after 24 hours). The addition of dexpanthenol and allantoin reduced the irritability only slightly, whereas the decrease of IS of hydrogen peroxide by addition of sodium thiocyanate was almost significant (p 0.0596). Conclusion: It is suggested that agents with no or low irritation potential on the CAM are to be preferred in the clinical practice if they are clinically effective. It is suggested that further in vivo and in vitro studies are to be undertaken with these agents. Solely regarding local tolerability, polihexanide and hypochlorite are the antiseptic agents of choice of the tested preparations. The wound oxygenizer hemoglobin spray is tolerated without irritation as well as the negative control 0.9% NaCl solution. Because of their other disadvantages in conjunction with their irritability, the outdated cream formulations on basis of silver sulfadiazine, PVP- iodine, chlorhexidine and nitrofural cannot be recommended for wound antisepsis.

Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Beschichtung von Wundauflagen mit Zinkoxid- und Silberhaltigen antibakteriellen Schichten. Die Aufbringung der Schichten erfolgt dabei auf den Wundauflagen mittels Atmosphärendruckplasma. Die Matrix der Schichten besteht aus Siliziumdioxid, in welcher die Wirkstoffe eingelagert sind. Auf diesem Weg hergestellten Wundauflagen wurden hinsichtlich ihrer antibakteriellen Wirkung und zytotoxischen Eigenschaften charakterisiert. Ziele waren ein minimaler Einsatz an Wirkstoffen und die Nutzung eines modernen Beschichtungsverfahrens. Der zytotoxische Einfluss der Wundauflagen wurde an 3D-Hautmodellen im Vergleich zu den am Markt befindlichen Produkten validiert.

Die Antiseptika-Forschung ist ein wichtiges Gebiet, aber die Testmethoden sind nur bis zur Prüfstufe des Suspensionstests einheitlich geregelt. Daher sind die Ergebnisse sich in der Testhierarchie anschließender Studien schwierig zu vergleichen und zwingen den Praktiker, Therapieentscheidungen oft auf Basis empirischer Erfahrungen zu treffen. In der vorliegenden Arbeit wurde das Verhalten verschiedener in der klinischen Praxis gebräuchlicher Antiseptika in einem Prüfkörpertest untersucht, der an die Wirksamkeit höhere Anforderungen als der klassische Suspensionstest stellt. Dabei sollte auf dem Prüfkörper zugleich eine für Wunden realitätsnahe Belastung eingesetzt werden. Für die Testung wurden Metallträger mit verschiedenen Erregersuspensionen und Belastungen kontaminiert, angetrocknet und die Wirksamkeit von PVP-Iod und Chlorhexidindigluconat bei verschiedenen Einwirkungszeiten ermittelt. Das erfolgte mit der Zielsetzung festzustellen, ob sich einer der beiden Wirkstoffe als Referenz für künftige Prüfkörpertests eignet. PVP-Iod zeigte in allen Versuchen unabhängig vom Testorganismus (S. aureus, P. aeruginosa und E. faecium) und von der verwendeten Belastung (ohne, MEM + 10 % FBS, 10 bzw. 30 % Vollblut) eine rasch einsetzende, stabile und ausreichende antiseptische Wirkung (ohne Belastung RF > 5, mit Belastung RF > 3 [Pitten et al. 2003]). Das bildete einen deutlichen Kontrast zu den mit Chlorhexidindigluconat erzielten Ergebnissen. Die mit PVP-Iod und Chlorhexidindigluconat gewonnenen Ergebnisse wurden mit den Ergebnissen einer vorangegangenen Studie [Brautferger 2010] zu Octenidindihydrochlorid und Polihexanid verglichen. Auch als Schlussfolgerung dieses Vergleiches kann PVP-Iod als Referenzsubstanz für die Antiseptikatestung empfohlen werden. Obwohl PVP-Iod in Fragen von Verträglichkeit, Remanenz etc. von den neueren Antiseptika übertroffen wird, zeigte kein anderer Wirkstoff in unseren Testungen ein vergleichbar stabiles Wirkungsverhalten. In Verbindung mit der jahrzehntelangen Erfahrung im Einsatz von PVP-Iod kann daher PVP-Iod als Referenzsubstanz für die Antiseptikatestung empfohlen werden.