Klinische und präklinische Effizienz antimikrobieller Katheter

Zusammenfassung

Der zunehmende Einsatz von Kunststoffen in der modernen Medizin für diagnostische und therapeutische Zwecke hat zu einem Anwachsen der sog. „Polymer-assoziierten Infektion” oder „Fremdkörperinfektion” geführt. Aufgrund der schwierigen Diagnosestellung einer katheterassoziierten Infektion und nach Ausschöpfung aller hygienischen Möglichkeiten müssen Modifikationen am Kunststoffmaterial erfolgen. Etliche Laborarbeiten, einige tierexperimentelle und klinische Studien berichten über Oberflächenmodifikationen an Kathetern durch Beschichtung mit Antibiotika, Antiseptika und Silber. Einige dieser Systeme befinden sich z. Zt. in klinischer Prüfung, in Zulassungsverfahren oder werden im Ausland schon verkauft. Neueste klinische Studien aus den USA stellen die Wirksamkeit des bisher etabliertesten antiinfektiven Systems (Silber-Sulfadiazin-Chlorhexidin-Beschichtung) in Frage; gleichzeitig wurde jetzt über den erfolgreichen klinischen Einsatz antibiotikabeschichteter Systeme berichtet. Dies ist der aktuelle Grund, sich mit den Methoden, Beschichtungsformen, antimikrobieller Effizienz und dem Risiko potentieller Nebenwirkungen aus toxikologischer und mikrobiologischer Sicht auseinanderzusetzen. Aufgrund ihrer sehr unspezifischen Wirkungsweise beeinflussen Antiseptika gleichzeitig biologische Strukturen von Bakterien und auch von zellulären Blutbestandteilen. Bakterizid wirksame Silber-Konzentrationen zeigen toxische Effekte wie die Hemmung im Fibroblastentest und können zur Proteinprezipitation und damit zur Induktion der Gerinnungskaskade führen. Ausgewählte Antibiotika dagegen besitzen die mit Abstand geringste Toxizität. Um bakterizide Konzentrationen auf Kunststoffoberflächen zu erreichen, ist eine kontrolliert prolongierte Abgabe von antibakteriellem Wirkstoff notwendig. Mit möglicher Allergisierung ist bei rationaler Auswahl aller Substanzen nur mit geringer Wahrscheinlichkeit zu rechnen. Die Anwendung von chemotherapeutischen Kombinationen schließt die mögliche Resistenzentwicklung von Hautkeimen auf Katheteroberflächen weitgehend aus. Die Fragestellung, welche Beschichtungsart mit welchen Antiinfektiva unter Berücksichtigung des Nebenwirkungspotentials und klinischer Erfahrungen sinnvoll ist, wird hier eingehend diskutiert.

Summary

Frequent use of polymeric material for diagnostic and therapeutic use has provoked an increase of so-called polymer-associated foreign body infections. The difficulties in correctly diagnosing catheter-related infections and the necessity to remove the device in case of suspected infection require preventive procedures in the first place. Therefore, several studies have dealt with surface treatment by coating with antibiotics, antiseptics and silver. Some of them remain in clinical trials or are already sold in the USA. Clinical failure of silver-sulfadiazine coated CVCs has been reported recently. Recently a rifampicin-minocyclin-catheter has been shown to reduce efficiently material-associated infection in preclinical and clinical studies. Most of the substances retained on catheter surfaces are released only in small quantities resulting in ineffective suppression of bacterial growth. If substantial amounts of antimicrobials are incorporated into the biomaterial, release pattern and killing efficacy of each substance group has to be determined in order to reach bactericidal concentrations in the environment of adherent bacteria. Killing kinetics of antibiotics, antiseptics and silver to bacteria are strongly different. On the one hand killing kinetics of microorganism due to substantial quantities of antiseptics are fast, on the other hand antiseptics destroy structures of both, bacteria and blood cells. Bactericidal concentrations of Ag-ions show fibroblast inhibition. Antibiotics, however, show lowest toxicity due to the specific action to microorganisms. However, sustained release over time is needed to reach bactericidal concentrations, considering the slower bactericidal action of typical antibiotics. Development of allergic reaction is possible for all substances, whereas development of bacterial resistance can be prevented by use of antimicrobial combinations.

Schlüsselwörter:

Zentrale Venenkatheter - Katheterassoziierte Infektionen - Antimikrobielle Substanzen - Komplikationen

Key words:

Intravascular catheters - Catheter-associated infections - Antiinfective agents - Adverse reactions