Inaktivierung von unterschiedlichen Biofilmen mittels Niedrigtemperaturplasma und Untersuchungen zur DNA-Freisetzung

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	2 Mai 2019
Begutachter (Erstgutachter):	apl. Prof. Dr Tim Maisch
Tag der Prüfung:	3 Mai 2018
Institutionen:	Nicht ausgewählt
Stichwörter / Keywords:	CAP; Cold atmospheric plasma, Enterococcus faecalis; Candida albicans; Biofilme
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	37363

Zusammenfassung (Deutsch)

Seit einigen Jahren muss in der Medizin mehr und mehr gegen resistente Erreger angekämpft werden. Viele Bakterien haben Mechanismen gegen Antibiotika entwickelt. Auch viele Pilze sprechen nicht mehr auf herkömmliche Fungizide an. Eine Möglichkeit, um dieses Problem der Resistenzbildungen zu lösen, besteht in der Entwicklung effektiverer Desinfektionsmittel, um den oft unbedachten und unnötigen ...

Zusammenfassung (Deutsch)

Seit einigen Jahren muss in der Medizin mehr und mehr gegen resistente Erreger angekämpft werden. Viele Bakterien haben Mechanismen gegen Antibiotika entwickelt. Auch viele Pilze sprechen nicht mehr auf herkömmliche Fungizide an. Eine Möglichkeit, um dieses Problem der Resistenzbildungen zu lösen, besteht in der Entwicklung effektiverer Desinfektionsmittel, um den oft unbedachten und unnötigen Einsatz von Antibiotika und Fungiziden zu vermeiden. Ein neuer Ansatz ergibt sich durch die Entdeckung kalter atmosphärischer Plasmen (cold atmospheric plasma = CAP). In dieser In vitro-Studie wurde das Inaktivierungspotenzial von CAP gegenüber Enterococcus faecalis und Candida albicans, jeweils in Form von Biofilmmodellen und bei unterschiedlichen Behandlungszeiten, untersucht. Als Vergleichsagenzien wurden Chlorhexidin (CHX) und UVC-Licht verwendet. Im Laufe der Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass CAP ein sehr gutes Inaktivierungspotential gegenüber E. faecalis hatte (nach 10 Minuten Behandlungszeit wurden mehr als 99,999% der Bakterien in allen Versuchsmodellen inaktiviert). In den Experimenten mit planktonischem Vorkommen von Candida hatte CAP ebenso eine sehr effiziente Inaktivierungsrate von mehr als 99,999% (nach 3 Minuten Behandlungsdauer), wohingegen CAP auf die Candida-Biofilme keinen inaktivierenden Effekt hatte. Die Wirkweise von CAP ist bis heute noch nicht näher erforscht. In einem Versuchsaufbau mittels Nanodrop wurden in dieser Studie CAP-behandelte E. faecalis-Proben auf den freigesetzten DNA-Gehalt untersucht. Hierbei konnte keine freigesetzte DNA festgestellt werden, was ein Hinweis darauf ist, dass CAP anscheinend nicht zu einer Beschädigung der Bakterienzellwand führt. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass CAP ein vielversprechendes Potential für einen klinischen Einsatz als Desinfektionsmittel bietet. Die Wirkweise und die Biokompatibilität müssen jedoch, vor allem auch auf dem Gebiet der Zahnheilkunde, noch näher in weiterführenden In vivo-Studien untersucht werden.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Since a couple of years medicine has to fight more and more against resistant pathogens. Numerous bacteria develop mechanisms against antibiotics. Many fungi as well are no longer susceptible to traditional anti-fungal drugs. One strategy to face this problem of resistance might be the development of more effective disinfectants to avoid the often unconcerned and unnecessary use of antibiotics or ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Since a couple of years medicine has to fight more and more against resistant pathogens. Numerous bacteria develop mechanisms against antibiotics. Many fungi as well are no longer susceptible to traditional anti-fungal drugs. One strategy to face this problem of resistance might be the development of more effective disinfectants to avoid the often unconcerned and unnecessary use of antibiotics or fungicides. A new approach is the exploration of cold atmospheric plasma (CAP). In this in vitro study the antimicrobial capability of CAP to inactivate Enterococcus faecalis and Candida albicans was examined, both in the form of biofilms and with different times of treatment. As comparable disinfectants Chlorhexidine (CHX) and UVC irradiation were used. In these investigations it was demonstrated that CAP had a high disinfecting potential onto E. faecalis (after 10 minutes of treatment more than 99,999% of bacteria were eradicated in all experimental models). In the experiments with planktonic sources of C. candida CAP also had an effective rate of reduction of more than 99,999% (after 3 minutes of treatment time) whereas the fungal cells of the Candida biofilm could not be inactivated by CAP. The mechanisms of CAP are not clarified adequately yet. In an experimental setup bacterial samples which were treated with CAP in a preceding step were tested for the appearance of free DNA. No DNA could be detected which might be a sign that CAP does not lead to a damage of the wall of the bacterial cells. In conclusion, CAP shows a promising potential for the clinical use as disinfectant but the effect and biocompatibility, especially in the domain of dentistry, have to be examined in continuative in vivo studies.

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