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EXPTERTEN-INTERVIEW

Dr. Richard Bloß, Christiane Ostermeyer

Experten-Interview zur Biofilmbildung gramnegativer Erreger

Bei der Kontamination von Tuchspendersystemen in Verbindung mit Flächen-Desinfektionsmitteln auf Basis oberflächenaktiver Wirkstoffe ohne Aldehyd spielt die Biofilmbildung gramnegativer Erreger eine wichtige Rolle. DESINFACTS fragte bei den Experten Christiane Ostermeyer, Leiterin der Mikrobiologie der BODE Chemie und Dr. Richard Bloß, Leiter Entwicklung Fläche/Instrumente in der Forschung und Entwicklung der BODE Chemie, nach, wie es zu Biofilmbildung kommen kann und ob dies vorwiegend ein Problem gramnegativer Keime ist.


DESINFACTS: Ihre Untersuchungen haben gezeigt, dass einige Erreger in Tuchspendersystemen eine verringerte Empfindlichkeit gegenüber Flächen-Desinfektionsmittellösungen auf Basis oberflächenaktiver Wirkstoffe ohne Aldehyd entwickeln und sich darin sogar vermehren können. Was passiert da?

Christiane Ostermeyer: Die Erreger wurden in Spendersystemen nachgewiesen, die seit längerer Zeit im praktischen Einsatz waren. Es ist häufig sogar nachvollziehbar, dass die Aufbereitung der Spender in diesen Fällen nicht optimal war. In der Folge ist es zu einer sogenannten Adaption der Erreger gekommen. Dabei handelt es sich um die Fähigkeit von Mikroorganismen sich unter bestimmten Bedingungen an die Umgebung und damit auch an eine Desinfektionsmittellösung anzupassen umso die besten Überlebenschancen zu haben.


DESINFACTS: Dieses Phänomen wurde bei Ihnen in Zusammenhang mit dem Einsatz von Tuchspendersystemen auch bei korrekt dosierten Desinfektionsmittellösungen beobachtet. Müssten die Erreger dann nicht eigentlich abgetötet werden?

Christiane Ostermeyer: Es ist sehr wahrscheinlich, dass eine Biofilmbildung den Angriff der Desinfektionsmittelwirkstoffe bei den von uns untersuchten Isolaten verhindert hat. Biofilme entstehen durch die Ansiedlung von Mikroorganismen in wässrigen Systemen an Grenzflächen zu einer festen Phase. Nach der Anhaftung an eine geeignete Fläche bildet sich um die Zellen eine schützende Schleimmatrix, die sogenannte „extrazelluläre polymere Substanz“, kurz „EPS“ genannt. Durch die Fähigkeit der EPS-Bildung sind diese bakteriellen Lebensgemeinschaften vor einer ausreichenden Einwirkung der Desinfektionsmittelwirkstoffe geschützt. Die Erreger adaptieren und bilden eine vorübergehende Unempfindlichkeit gegen diese Desinfektionsmittel aus, auch bei korrekter Dosierung. Nach einer erfolgten Adaption kann es zu einer starken Vermehrung dieser angepassten Erreger kommen.


DESINFACTS: Wie lange dauert es, bis sich ein Biofilm gebildet hat?

Dr. Richard Bloß: Das Festsetzen der Mikroorganismen und der Beginn der Schleimbildung kann in sehr kurzer Zeit erfolgen. Bakterien heften sich auf den Oberflächen (besonders gut auf Kunststoffoberflächen) in wenigen Minuten irreversibel an. Dann setzt das Wachstum und die Vermehrung der Bakterien sowie die Produktion von extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) ein. Einige Stunden später kann eine vollständige Biofilmbildung bereits erreicht sein, wobei sich die Erreger unter diesen Schutzbedingungen dann weiter vermehren. Nach einem erfolgten Aufbau einer Biofilmschicht lösen sich einzelne Biofilmfragmente ab und die in dieser schützenden Matrix enthaltenen Mikroorganismen kontaminieren dann die Desinfektionsmittellösung.


DESINFACTS: Wie kommen die Erreger überhaupt in das Tuchspendersystem bzw. in die Desinfektionsmittellösung?

Dr. Richard Bloß: Darüber kann man zum gegenwärtigen Zeitpunkt nur spekulieren. Eine mögliche Quelle ist das Trinkwasser. Dieses ist ja nicht steril, denn laut Trinkwasserverordnung darf die Gesamtkeimzahl je Milliliter 100 koloniebildende Einheiten betragen, darunter können sich beispielsweise auch gramnegative Keime von der Spezies Alcaligenes befinden. Diese Keime könnten dann beim Ansetzen der Gebrauchslösung in das Tuchspendersystem gelangen. Nach unseren Untersuchungen gehen wir zudem, wie auch der VAH in seiner aktuellen Mitteilung zu Tuchspendersystemen (1), davon aus, dass die manuelle Aufbereitung der Tuchspendersysteme häufig unzureichend ist. Dadurch  können sich Keime an der Oberfläche der Spendersysteme ansiedeln, die in der Folge einen Biofilm ausbildeten. Zu beachten ist, dass Biofilme, die durch eine unzureichende Aufbereitung nicht entfernt wurden, auf Oberflächen eine gute Basis zur Weiterentwicklung darstellen. Durch den Einfluss des Desinfektionsmittels liegt in den äußeren Schichten eine tote Biomasse vor, die den weiter innen befindlichen Keimen als idealer Nährboden dient. Biofilm stellt eine Lebensgemeinschaft dar, die auch von organischen Abbauprodukten lebt.


DESINFACTS:
Was machen die Anwender bei der Aufbereitung denn falsch?

Christiane Ostermeyer: Eine manuelle Aufbereitung ist nach unserem jetzigen Kenntnisstand mit vielen Unsicherheiten und möglichen Fehlern behaftet. Das Auswischen mit dem letzten Tuch der Vliesrolle reicht keinesfalls aus. Bleibt bei einem Spülvorgang mit Wasser eine Restfeuchte im Spender, kann diese ebenfalls zu einer Kontamination und Biofilmbildung führen.


DESINFACTS:
Was sollten Anwender von Tuchspendersystemen jetzt beachten?

Dr. Richard Bloß: Unsere Untersuchungen zeigen, dass eine chemothermische Aufbereitung der Spender - bei Produkten auf Basis oberflächenaktiver Wirkstoffe ohne Aldehyd - die sicherste Methode darstellt, eine möglicherweise vorhandene Kontamination und Biofilmanhaftungen zu entfernen. Nur durch eine effektive Aufbereitung kann verhindert werden, dass sich innerhalb der empfohlenen Standzeiten eine erneute Adaption von Erregern entwickelt. Eine wirksame Aufbereitung ist besonders bei weiterer Verwendung von Desinfektionsmittellösungen auf Basis oberflächenaktiver Stoffe ohne Aldehyd in Tuchspendersystemen vor Wiederbefüllung von größter Bedeutung. Demgegenüber ist nach unserem bisherigen Kenntnisstand bei aldehydhaltigen und alkoholischen Flächen-Desinfektionsmitteln nicht von einer derart ausgeprägten Adaption auszugehen. Unabhängig davon ist aber auch bei Verwendung dieser Desinfektionsmittel auf eine sichere Aufbereitung der Spender zu achten.


DESINFACTS: Abschließende Frage: Betrifft das Problem der Biofilmbildung und Adaption vorwiegend gramnegative Keime?

Christiane Ostermeyer: Wir haben in unseren Untersuchungen ausschließlich gramnegative Erreger isoliert. Es ist bekannt, dass gramnegative Erreger wie Alcaligenes, Serratia, Pseudomonaden etc. eine höhere Fähigkeit zur Biofilmbildung zeigen, obwohl dieses Phänomen auch bei grampositiven Keimen auftritt.

Frau Ostermeyer, Herr Dr. Bloß, wir danken für dieses Gespräch.


1 „Empfehlung zur Kontrolle kritischer Punkte bei der Anwendung von Tuchspendersystemen im Vortränksystem für die Flächendesinfektion“
Aktuelle Mitteilung Desinfektionsmittel-Kommission im Verbund für Angewandte Hygiene e.V. Erschienen in Hygiene & Medizin 2012: 468-470.