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Fragestellung: Periprothetische Infektionen führen zu Entzündungen, welche unbehandelt in Implantatversagen und Sepsis resultieren können. Biofilm-bildende Bakterien verursachen besonders schwer zu therapierende Inflammationenen. Am häufigsten werden Staphylococcus epidermidis (SE) und Staphylococcus aureus (SA) mit Implantat-assozierten Infektionen in Verbindung gebracht. Hierbei kann auch die Zusammensetzung von metallischen Implantaten das Verhalten von Biofilm-bildenden Pathogenen reduzieren oder verstärken. Das Ziel dieser Studie war es, den Effekt von gebräuchlichen, in Endoprothesen verwendeten Oberflächenmaterialien auf die Biofilmbildung dieser klinisch relevanten Bakterien zu untersuchen.

Methodik: Es wurde ein Biofilm Assay über 3 Tage durchgeführt, um die Materialien Titan (TiAl6V4), Polyethylen (PE) und Kobalt-Chrom (CoCr) gemeinsam mit den klinisch relevantesten Bakterien bezüglich Implantat-Komplikationen zu analysieren (SE; RP62A und SA; UAMS-1). Die Bakterien wurden in 48-well Platten unter Verwendung verschiedener Oberflächenscheiben (Dicke 3 mm) kultiviert, der Biofilm mittels Kristallviolett quantifiziert und die Ergebnisse mittels Varianzanalyse (ANOVA) ausgewertet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Verwendung der Oberflächenmaterialien TiAl6V4 und CoCr führte zu einer gesteigerten S. epidermidis Biofilmbildung gegenüber der Kontrolle (Polystyrol) (p < 0,01) mit Steigerung der optischen Dichte (OD, 570nm) von 4,2 auf 6,1 und von 4,2 auf 6,2. Es stellte sich auf der anderen Seite heraus, dass CoCr die S. aureus Biofilmbildung von 1,2 auf 0,6 (OD) reduzierte (p < 0,05). Die Absorption des SA Biofilms auf PE (1,1 OD) lag höher verglichen mit TiAl6V4 (0,7 OD) (p-Wert < 0,05), während die Absorption des SA Biofilms auf CoCr (0,6 OD) signifikant geringer war (p < 0,05).

Zusammengefasst steigerte sich die SE Biofilmproduktion auf TiAl6V4 und CoCr um den Faktor 1,5 gegenüber der Kontrolle. Darüber hinaus zeigte sich eine gesteigerte SA Biofilmbildung auf PE verglichen mit TiAl6V4 und CoCr um die Faktoren 1,6 beziehungsweise 1,7.

Diese Ergebnisse zeigen, dass klinisch relevante Bakterien ein unterschiedliches Wachstumsverhalten unter der Verwendung verschiedener Untergründe aufweisen. Diese Unterschiede sind besonders bei PE deutlich zu erkennen. Im nächsten Schritt muss geklärt werden, ob sich diese Ergebnisse auch auf unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten und unter Verwendung weiterer klinisch relevanter Keime bestätigen lassen.