Beeinflussung der Penetration von Pseudomonas aeruginosa in eine 3-D-Epidermis und Inaktivierung mit gewebeverträglichem Plasma

Aim: The biofilm formation plays a crucial role in the pathogenesis of many acute and subacute microbial infections as well as of chronic wounds. For the stimulation of wound healing tissue tolerable plasma (TTP) is an alternative to antiseptic or chemotherapeutic therapies. The mechanical influence of argon plasma on the penetration of bacteria into the tissue related to the antimicrobial effect of the plasma is unknown. Hence the effects of argon plasma versus argon gas were examined for bacterial reduction as well as for the penetration depth of P. aeruginosa in a 3-D human epidermis model, the so-called combi-model. Method: 3-D NHEK cell cultures were inoculated with P. aeruginosa SG81 and treated after 20 min incubation with TTP. The distribution and penetration depth of the bacteria in the cell culture were compared by confocal laser scan microscope (CLSM) between control and TTP effect. Result: The penetration of bacteria into the epidermis tissue and a significant reduction of the bacteria could be proven by means of TTP. Therefore justified chances result for treatment of wounds with TTP.
Problemstellung: Die Biofilmbildung spielt eine entscheidende Rolle in der Pathogenese vieler akuter und subakuter mikrobieller Infektionen sowie bei chronischen Wunden. Zur Förderung der Wundheilung eignet sich gewebeverträgliches Plasma (tissue tolerable plasma - TTP) als Alternative zu antiseptischen oder chemotherapeutischen Therapien. Unbekannt ist dabei der mechanische Einfluss von Argon-Plasma auf das Eindringen der Bakterien in das Gewebe in Verbindung mit der anmikrobiellen Wirkung des Plasmas. Dazu wurden die Effekte von Argon-Plasma versus reinem Argongas auf die bakterielle Reduktion und die Eindringtiefe im Kombimodell von P. aeruginosa auf 3-D-Epidermismodellen untersucht. Methode: Es wurden 3-D-NHEK-Zellkulturen mit P. aeruginosa SG81 beimpft und nach 20 min Inkubation mit TTP behandelt. Die Verteilung und Eindringtiefe der Bakterien in der Zellkultur wurde mittels konfokalem Laserscanmikroskop (CLSM) zwischen Kontrolle (Argongas) und TTP-Einwirkung verglichen. Die Ermittlung der antimikrobiellen Wirkung von TPP erfolgte anhand der Bestimmung der Koloniebildenden Einheiten (KbE). Ergebnis: Es konnten die Penetration der Bakterien in das Epidermisgewebe und eine signifikante Erregerreduktion mittels TTP nachgewiesen werden. Damit ergeben sich begründete Chancen für eine Wundbehandlung mit TTP.