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Einleitung: Die Extrakorporale Stoßwellentherapie (ESWT) umfasst in der Orthopädie ein breites Indikationsspektrum. Infektionen im Applikationsgebiet gelten jedoch bisher als Kontraindikation. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den grundlegenden Effekten der ESWT auf Bakterien und deren Interaktion mit Antibiotika.

Methode: Standardisierte Suspensionen von S. aureus ATCC25923 wurden verschiedenen Energieflussdichten (EFD 0,38-0,96 mJ/mm², je 4000 Impulse) und verschieden Impulsraten (1000-12000 Impulse, je 0,96 mJ/mm²) einer fokussierten ESWT ausgesetzt. Die vitalen Bakterien wurden quantifiziert und mit einer unbehandelten Kontrollgruppe verglichen. Die Zellwandpermeabilität behandelter Bakterien wurde fluoreszenzphotometrisch analysiert und die DNA qualitativ auf Strangbrüche untersucht. Der Einfluss der ESWT auf die Wirksamkeit von Antibiotika wurde am Beispiel von Gentamicin untersucht, dessen Stabilität unter ESWT infrarotspektrometrisch nachgewiesen wurde. S. aureus in Nährbouillon (CAMHB) wurde mit 4000 Impulsen bei 0,59 mJ/mm² behandelt und die MHK gegenüber Gentamicin mit der MHK einer unbehandelten Kontrollgruppe verglichen. Zur Untersuchung synergistischer Effekte zwischen Antibiotika und ESWT wurden Bakterien in einer Lösung aus CAMHB und unterschiedlich hohen Gentamicin-Konzentrationen (0,25 - 4 µg/ml) behandelt (4000 Impulse, 0,59 mJ/mm²). Die vitalen Bakterien wurden quantifiziert und mit Kontrollgruppen, die nur ESWT bzw. nur Gentamicin ausgesetzt waren, verglichen. Die Quantifizierung der Bakterienkolonien erfolgte nach den Richtlinien der NCCLS, die statistische Auswertung mit dem Mann-Whitney-Test.

Ergebnis: Es zeigte sich ein signifikante bakterizide Wirkung (P < 0,01) der ESWT nach Applikation einer hohen EFD (> 0,60 mJ/mm², 4000 Impulse) sowie hoher Impulszahlen bei niederer EFD (bis 12.000 Impulse, < 0,60 mJ/mm²). Dabei konnte die Keimzahl um bis zu 99,9 % reduziert werden. Trotz der bakteriziden Wirkung der ESWT konnten weder eine Änderung der Bakterienzellpermeabilität noch eine Beschädigung der DNA nachgewiesen werden. Synergistische Effekte zwischen Gentamicin und ESWT waren nicht erkennbar, jedoch kam es auch nicht zum Wirkungsverlust des Gentamicins bei gleichzeitiger Applikation der ESWT (P > 0,05).

Schlussfolgerung: Die ESWT hat nach Überschreitung einer Schwellenenergie eine signifikante bakterizide Wirkung auf Bakterienzellen. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass die applizierte Gesamtenergie für die bakterizide Wirkung verantwortlich ist und weniger Einzelparameter wie EFD und Impulszahl. Ein synergistischer Effekt gleichzeitig applizierter Antibiotika konnte nicht nachgewiesen werden. Die antibakterielle Wirkung von Gentamicin wurde durch die parallel durchgeführte ESWT nicht negativ beeinflusst. Die gleichzeitige Applikation von ESWT und systemischer Antibiose könnte einen neuen Therapieansatz bei Weichteil- und Knocheninfektionen darstellen und sollte in vivo verifiziert werden.