Prophylaxe von Katheter-assoziierten Infektionen
Silberionen als erfolgreiche Keimjäger

Zuzeiten sorgen sie für Schlagzeilen, dann wieder verschwinden sie aus der öffentlichen Diskussion, doch die Gefahr bleibt bestehen: Multiresistente Krankheitserreger, die sich gegen viele Medikamente abschotten können, sind in Krankenhäusern nicht auszumerzen. Besonders hoch ist die Infektionsgefahr, wenn Mikroorganismen sich auf Kathetern ansiedeln und in die Blutbahn gelangen. Prof. Dr. Josef-Peter Guggenbichler, der an der Klinik für Kinder und Jugendliche der Universität Erlangen-Nürnberg für die Vermeidung und Behandlung von Infekten zuständig ist, hat mit Silberpartikeln versetzte Kunststoffe seit langem als Material für Katheter getestet, die keine Keimbesiedlung dulden. Mit der neuesten Entwicklung ließ sich die Wirksamkeit deutlich steigern: ein dauerhafter Strom von Silberionen wehrt die Eindringlinge ab.

Strenge Hygiene, ausgeübt von gut ausgebildetem Pflegepersonal bei nicht zu knapper Besetzung, bleibt die wichtigste Voraussetzung dafür, dass Patienten beim Klinikaufenthalt keine zusätzliche Krankheit davontragen. Auch die penibelsten Vorkehrungen können jedoch nicht alle Erreger aufhalten. Bakterien und Pilze treffen bei den Erkrankten auf geschwächte körpereigene Abwehrkräfte. Auf der Oberfläche und in den Hohlräumen von Kathetern finden die Keime zusätzlich ideale Bedingungen, um sich zu vermehren und einen Biofilm zu bilden, der sie schützt. Nicht nur multiresistente Mikroorganismen sind dann schwer angreifbar. Weil die Erfahrung gezeigt hat, dass Medikamente die Infektion oft nicht stoppen können, wird zumeist der Katheter entfernt - eine Notmaßnahme, die kostensteigernd, unangenehm und nicht ohne Risiko ist.

Katheterbeschichtungen und Imprägnierungen mit Antibiotika oder Desinfektionsmitteln boten bisher keinen befriedigenden Ausweg. Metallisches Silber und Silbersalze mit ihrer seit langem bekannten, breit gespannten antimikrobiellen Wirksamkeit, die zudem keine Resistenzen erzeugt, sind zum Beschichten von Kunststoffkathetern ungeeignet. Anders verhält es sich jedoch, wenn kleinste Silberteilchen in den Hohlräumen der Molekülketten von Polymeren verteilt werden. Die Elastizität der Katheter wird hierbei nicht beeinträchtigt, die biologische Verträglichkeit des Materials ist gewahrt, und die Fähigkeit, Keime abzutöten, bleibt über viele Monate erhalten.

Ausschlaggebend für diese Wirkung ist die Zahl der freigesetzten Silberionen. Sie blockieren Enzyme, die den bakteriellen Energiestoffwechsel in Gang halten, greifen in die Atmungskette von Mikroorganismen und in genetische Prozesse ein. Dementsprechend ist es wesentlich, für eine hohe, konstante und dauerhafte Freisetzung solcher Ionen zu sorgen. Mit steigender Oberfläche von Silber-Nanopartikeln im Kunststoff konnte die antimikrobielle Wirkung deutlich erhöht werden. Noch effektiver wirkt die Kombination von Silber mit Platin, das die Katheter allerdings zu steif macht, oder mit Ionenaustauschern wie Zeolithen, deren Verarbeitung in Kunststoff-Kathetern jedoch problematisch ist.

Abbildung: Klinik für Kinder und Jugendliche

Ausrollkulturen von drei Kathetertypen beweisen (im zeitlichen Verlauf von rechts nach links), wie unterschiedlich sich eine Besiedlung mit Mikroorganismen entwickeln kann. Alle drei Typen enthielten Nanosilber; die mittlere Reihe zeigt Ergebnisse für einen Katheter mit aktiviertem Nanosilber. Bei dreistündigen Messabständen findet sich hier bereits nach sechs Stunden eine deutliche Keimreduktion, nach zwölf Stunden ist das Material keimfrei.

Batterie für aktiviertes Nanosilber
Keines dieser Probleme tritt bei der zugleich kostengünstigen neuesten Materialentwicklung für Silberkatheter auf, die außerdem den Mikroben so gut wie keine Chance mehr lässt. Während das Nanosilber durch Zugabe von Säuren und Elektrolyten gebildet wird, entstehen auf den Silberpartikeln schwer wasserlösliche Silbersalze, die wie eine Batterie mit dem metallischen Silber reagieren und effektiv Silberionen freisetzen. Ein mit Keimen verseuchter Katheter mit aktiviertem Nanosilber reinigt sich selbst in kürzester Zeit: nach zwölf Stunden ist er keimfrei. Dabei bleibt die Abgabe von Silberionen um das 1000fache unter dem Ausmaß, das für Menschen schädlich wäre, auch bei monatelanger Liegedauer. Verschiedene Typen von Kathetern dieser Bauart, die Prof. Guggenbichler gemeinsam mit Dr. Christoph Cichos aus Freiberg entwickelt hat, sind bereits klinisch geprüft und werden von drei Firmen in Hamburg und Düsseldorf vertrieben.

Wie häufig in deutschen Krankenhäusern Infekte von den heutzutage prinzipiell unverzichtbaren Kathetern ausgehen, ist umstritten. Die Zahlen schwanken stark, nicht zuletzt deshalb, weil die Erhebungsmethoden uneinheitlich sind. Zeigt ein Patient auf der Intensivstation anhaltend hohes Fieber, Schüttelfrost oder einen Abfall des Blutdrucks, wird oft vorsichtshalber der Katheter gezogen, und nicht immer folgt eine eingehende Untersuchung auf Keimbesiedlung.

Mit Blick auf eigene Studien und internationale Datensammlungen geht Prof. Guggenbichler davon aus, dass mindestens 25.000, eher sogar 50.000 bis 75.000 Blutvergiftungen hierzulande jährlich auf Venenkatheter zurückzuführen sind, die von Mikroben besiedelt wurden. Pro Fall verlängert sich der Krankenhausaufenthalt um zehn Tage, die Kosten steigen um 10.000 Euro, und auch bei sehr zurückhaltender Einschätzung bedeutet dies allein in diesem Bereich mindestens 1.500 Todesfälle. „Wir leben nicht auf einer Insel der Seligen“, ist Prof. Guggenbichler überzeugt. Frühgeborene, die er an der Erlanger Kinderklinik häufig zu betreuen hat, gehören ebenso wie Menschen höheren Alters zu den am stärksten betroffenen Risikogruppen.

Weitere Informationen

Prof. Dr. J.-P. Guggenbichler
Klinik für Kinder und Jugendliche
Tel.: 09131/85-33726
prof.guggenbichler@gmx.de

Mediendienst Forschung-Aktuell Nr.711 vom 23.08.2004