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Fragestellung: Periprothetische (PPI) und Implantat-assoziierte Infektionen sind trotz hoch standardisierter Gegenmaßnahmen weiterhin eine gefürchtete Komplikation. Bei mehrfachen Revisionen steigt die Gefahr einer nicht zu beherrschenden Situation enorm. Humane Milcholigosaccharide (HMO) sind ein noch junges Forschungsfeld. Der Einsatz besteht hauptsächlich in der Ernährungsindustrie, klinische Studien bestätigen aber eine hohe anti-infektive Potenz bei systemischen Infektionen. Bislang konnten aber nur einzelne humane Milcholigosaccharide mittels aufwendiger Bakterienfermentation hergestellt werden. Dieses Modell wurde entwickelt um die Anti-Biofilm-AKtivität von HMO-haltigen Kohlenhydratpulver (KH-Pulver) (KH= 20% HMOs + 80% Laktose) aus humaner Muttermilch zu testen. Zum ersten Mal stehen hierbei die gesamten HMOs (ca. 200 aktuell bekannt) der Muttermilch zur Verfügung.

Dabei wurde im Besonderen die Frage gestellt, ob eine Anti-Biofilm Aktivität durch HMO-haltiges Kohlenhydratpulver bei S. aureus, einem PPI-Keim, gewährleistet ist.

Methodik: Es erfolgte die Testung der Biofilm-Aktivität über Kristall-Violet-Färbung 0,01% mit den KH-Konzentrationen 5%, 7%, 9% und 11% und Laktose alleine in einer 96-Well-Platte. Nach Verarbeitung wurde der Platteninhalt über einen 595 nm Phomo Platereader ausgelesen. Des weiteren erfolgte die Biofilm-Untersuchung vonjeweils 5 hochvernetzten PE-Plättchen, Titan-Plättchen und CoCr-Plättchen inden Stück-Größen 30x20x3 mm. Dabei wurden die Plättchen mit den 5%, 7%, 9% und 11% KH-Konzentrationen in TSB in Greiner-Röhrchen vorinkubiert und dann zusammen mit 40 µl log. S. aureus-Kultur in jeweils 3.960 µl KH-TSB/TSB-Medium (1:100) in Greiner-Röhrchen für ca. 4 Tage inkubiert. Nachfolgend wurden die Platten gewaschen und mit Ultraschall behandelt und die Plättchen zum einen auf eine BHI-Platte gelegt und die Lösung einer Probe mit 100 µl auf eine BHI-Platte pipettiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Es zeigten sich signifikant höhere Biofilmwerte (p=0,001) zwischen der Leerkontrolle ohne HMO-haltiges KH-Pulver und zwischen der 5%–11% Konzentration.

Bei Testung des KH-Pulvers an Implantatoberflächen Titan, Metall und hochvernetztem Polyethylen (PE) zeigte sich in der 7% Konzentration mit Titan und in der 5% Konzentration mit PE eine deutliche Biofilmreduktion zur Leerkontrolle, bei insgesamt eher gleichen Wachstumsverhältnissen.

Als Resümee zeigt sich in der Kristall-Violett-Färbung eine eindeutige Biofilm-Reduktion. Das Versuchsmodell mit den Implantat-Materialien muss nochmals reevaluiert werden, hier lässt sich tlw. eine Anti-Biofilm-Wirkung interpretieren. Seit 2024 stehen und nun auch erstmalig die reinen HMOs ohne die Verbindung mit Laktose zur Verfügung. Die Versuche werden nun mit den reinen HMOs wiederholt.