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Fragestellung: Implantat-assoziierte Infektionen, beispielsweise nach Versorgung offener Frakturen, stellen insbesondere beim Auftreten von Biofilmen in vielen Fällen schwerwiegende Komplikationen dar. In der Zahnmedizin ist die Pulverwasserstrahltechnik (PWT) eine etablierte Methode zur Behandlung einer Periimplantitis. Wir stellen die Hypothese auf, dass eine Kombination dieser mechanisch wirkenden Methode mit der Anwendung von kaltem physikalischem Niederdruckplasma (PLA) eine vielversprechende therapeutische Option sein könnte. Für PLA sind antiseptische sowie wundheilungsfördernde Wirkungen belegt. Das Ziel der Studie war die Analyse der Effekte einer Kombinationsbehandlung von PWT und PLA auf Biofilm-infizierte Implantate in einem neuen in vivo Modell.

Methodik: Für die Studie wurde das seit Jahrzehnten etablierte HET-CAM-Modell (HühnerEiTest an der ChorioAllantoisMembran) weiterentwickelt. Am achten Bebrütungstag wurde bei befruchteten Hühnereiern (Valo biomedia GmbH) die CAM mikrochirurgisch dargestellt, um auf diese folgende Titanimplantate (5x1mm) implantieren zu können: unbehandelte sterile Implantate (Kontr; n=19), mit humanem Biofilm infizierte Implantate (BIO_nativ; n=18) sowie mit PWT (Airflow-Perio, EMS, Körnung 25 μm, 4min) und PLA (kINPenMed, Neoplas GmbH; Argon als Trägergas, 5slm für 3min) behandelte infizierte Implantate (BIO_PWT-PLA; n=21). Nach weiteren 24h Bebrütung erfolgte eine Mikromanipulator-gestützte i.v. Injektion von 25 μl 0,05%-igem Rhodamin 6G, einem Fluoreszenzfarbstoff zur autogenen Leukozytenfärbung. Unmittelbar danach wurde die intravitale Fluoreszenzmikroskopie zur Analyse der funktionellen Gefäßdichte (FGD), als Maß für die stattfindende Angiogenese, sowie der Leukozyten-Endothel-Interaktion durchgeführt. Es wurden jeweils drei definierte Areale in unmittelbarer Nähe der Implantate untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 [Tab. 1] als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt.

BIO_nativ induzierte 24h nach Implantation gegenüber Kontr eine Reduktion der FGD auf 70%. Gleichzeitig verstarben 53% der BIO_nativ-Versuchseier. BIO_PWT-PLA führte zu einer Zunahme der FGD auf Kontrollniveau bei einer Sterberate von 12%. BIO_nativ induzierte eine Zunahme der Sticker um 51% bzw. 81% im Vergleich zu Kontr bzw. BIO_PWT-PLA. Dieser Effekt wird als Rezeptor-vermittelte lokale Stimulation einer immunologischen und inflammatorischen Antwort des Organismus auf die infizierten Implantate gewertet. In der Kultivierung konnte im Gegensatz zu BIO_nativ bei Kontr und BIO_PWT-PLA keine Keimvermehrung nachgewiesen werden. Aus den Ergebnissen wird gefolgert, dass BIO_PWT-PLA zu einer kompletten Eliminierung der Biofilm-induzierten Effekte führt. Dabei scheint das Zusammenspiel mechanischer (PWT) und physikalischer (PLA) Effekte maßgeblich zu sein. Grundsätzlich könnte die vorgestellte Kombinationstherapie eine erfolgversprechende Strategie zur Behandlung infizierter Implantate sein.