Lokale Prävention katheterassoziierter Harnwegsinfektion

von Silvana Konermann (16, Sächs. Landesgymnasium St. Afra zu Meißen)

Kategorie: Arbeitswelt 2005
Betreuer: keine Angabe
Wettbewerbsart: Jugend forscht

Gewonnene Preise:
  • 3. Platz im Bundeswettbewerb
  • Landessieger
  • Regionalsieger

Durch einen Krankheitsfall in der Familie wurde ich auf die Problematik der katheterassoziierten Harnwegsinfektion (HWI) aufmerksam. Die Prävention dieser HWI ist immer noch ein ungelöstes Problem der Infektionskontrolle in einem Krankenhaus. Jede Katheterisierung - sowohl Dauer- als auch Einmalkatheterisierung - kann eine HWI zur Folge haben.
Zielsetzung: Das Ziel meiner Untersuchung war es, einen Ansatz zu einer neuartigen, patientenschonenderen Prophylaxe von katheterassoziierten Harnwegsinfekten zu finden und in vitro zu untersuchen. Nachdem ich mich in die Fachliteratur eingelesen hatte, entschied ich mich dazu eine lokale Prophylaxe durch eine mit Antibiotika beschickte Katheteroberfläche zu entwickeln und deren Freigabekinetik zu untersuchen.
Methodik: Als lokale Trägermaterialien habe ich zum einen Latex und Silikon gewählt, aus denen Katheter üblicherweise hergestellt werden, sowie zum anderen die Hydrogele PE, PEG und PVP aufgrund ihrer spezifiischen Eigenschaften. Zur Beschickung von Latex und Silikon entschied ich mich für das Antibiotikum Tetracyclin. Gentamicin und Norfloxacin untersuchte ich in Verbindung mit den drei Hydrogelen. Während für die Wahl von Tetracyclin dessen spektrophotometrische Nachweisbarkeit ausschlaggebend war, haben sich Gentamicin als bewährtes Lokal- sowie Norfloxacin als wirksames HWI-Therapeutikum qualifiziert. Die Versuche zur Pharmakokinetik dieser Träger/Wirkstoff-Systeme habe ich am Paul-Scherrer-Institut Würenlingen sowie am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden durchgeführt. Gegenstand der Untersuchungen war es herauszufinden, ob das Freigabeverhalten dieser Systeme als Grundlage für eine Prophylaxe von HWI geeignet und in Hinblick auf Resistenzentwicklungen sinnvoll ist. Daneben habe ich die Methode der Herstellung der Systeme sowie ein allgemein anwendbares Untersuchungsverfahren entwickelt.
Resultate und Diskussion: Bei den Systemen Latex/Tetracyclin sowie PE/Norfloxacin und PVP/Norfloxacin wurde ein nahezu optimales Freigabeverhalten erreicht. Es ist charakterisiert durch:
-eine hohe initiale Freigabe - "initial burst" - welche eine hohe und somit wirksame Konzentration von Antibiotikum am Infektionsort von Anfang an garantiert
-einen steten Anstieg innerhalb der nächsten 24 Stunden, welcher für eine durchgehend wirksame Konzentration sorgt
- eine nahezu lineare Abhängigkeit der lokalen Antibiotikakonzentration von der Inkubationskonzentration bei der Herstellung des Systems, welche für eine voraussagbare und anpassbare Freigabe steht
- die Erfüllung wichtiger Kriterien für ein vermindertes Risiko von Resistenzbildung
Insgesamt bietet die lokale Prophylaxe mit diesen Systemen folgende Vorteile gegenüber der traditionellen oralen Therapie:
- gezielte Wirksamkeit am Infektionsort durch lokale Anwendung
- Schonung des restlichen Organismus  durch Erhaltung seiner natürlichen Bakterienflora
- Reduktion der systemischen Nebenwirkungen durch minimale Resorption des Antibiotikums in den Blutkreislauf
Verminderung der Adhäsion von Bakterien an der Katheteroberfläche
- Verhinderung der Bildung eines Biofilms

Insbesondere aufgrund der beiden letztgenannten Punkte ist bei der Anwendung des von mir entwickelten Verfahrens mit einer deutlichen Reduktion von katheterassoziierten, nosokomialen Harnwegsinfektionen zu rechnen.

Lokale Prävention katheterassoziierter Harnwegsinfektion