Hygienic Processing Teil 10

Auf organischen Oberflächen (gewollt bzw. mit positivem Effekt)

• Darmwand, Pansen--> Stoffwechsel, Darmpassage von Nährstoffen
• Pflanzenwurzeln -->Schutz vor dem Eindringen pathogener Keime
• Abwasserreaktoren
• Essigsäurefermentation -->Stoffumsatz mit immobilisierten Zellen
• Käseoberflächen
  

Auf technischen oder organischen Oberflächen (ungewollt, mit Negativ-Effekten)

• Zähne -->Zerstörung des Trägermaterials
• Katheter, Protesen, AUgenlinsen
• Wasserversorgungssysteme
• Erhitzer, Verdampfer, Filter
• Schiffsrümpfe--> Reibungswiderstand

• Konditionierung der Oberfläche (überwiegend passive Vorgänge)

• Diffusion
• Konvektiver Transport
• Sedimentation
• Thermophoresis
• Chemotaxis
• Adsorption (bevorzugt auf hydrophoben Materialien)

• Biofilmwachstum (z.T. aktive Vorgänge aus Sicht der Mikroorganismen)

• Pili: Adhesine (Typ I Pili: mannose-sensitive adhesins)
 Flagellen (Type IV Pili: flagella mediated motility)
• Fimbriae (Oberflächenproteine, Aggregationsmaterial, Zell-Zell-Kontakt)
Mutanten: surface attachment deficient, sad; ClpP-deficient
• Bildung von Exopolysacchariden (EPS, Glycocalix): Matrix mit Effekt auf Versorgung

l

• Strömungsgeschwindigkeit w 

Massentransportvorgänge unterstützt durch konvektiven Austausch zwischen 
Hauptströmung und Oberfläche; abhängig von Dicke der laminaren Unterschicht 
und Scherkräften: Wandschubspannung = f(w); Reibung entlang der Wand.

• Temperatur
  

Milieuvariable für das Wachstum von MOs

• Konzentration der Mikroorganismen
  bestimmt Primäradhäsion der Mikroorganismen und Dauer der Anlaufphase

• Verfügbarkeit von Nähr- bzw. Präsenz von Hemmstoffen
  bestimmt Vermehrungsfähigkeit der Mikroorganismen

• Oberflächenbeschaffenheit
  Belegung der sauberen Oberfläche = f(Material, Rauigkeit, elektrochemisches 
  Potenzial); für die Anlagerung ist diese unterste Schicht maßgebend, das weitere 
  Wachstum des Films erfolgt als Resultat zwischen kohäsiven Kräften innerhalb des 
  Films im Wettbewerb mit erosiven Strömungskräften an der Oberfläche des Films

• Biofilmdicke = f(Zeit)
•  Entstehen eines dichten, teilporösen Haufwerks (20 % aus Mikroorganismen)
• Ablösen und Freisetzung von Mikroorganismen und Biofilmteilen durch Strömungskräfte
• Gradienten in der Nährstoff- und Sauerstoffversorgung: Einstellen eines neuen ökologischen Gleichgewichts der Population
• Gradienten in der Konzentration abgegebener Stoffwechselprodukte
• erhöhte Resistenz gegenüber antimikrobiellen Wirkstoffen

• Diffusionslimitierung: Verlängerung der erforderlichen Einwirkzeit
• Wesentlich höhere Keimdichte als in freier Suspension
• Schutzwirkung von EPS (Exo-Polysacchariden)
• Stoffwechselruhende Zellen in der Tiefe des Biofilms aufgrund von Nährstoffmangel: keine Vermehrung, d.h. Antibiotika unwirksam, da keine Zellteilung
• Aktivierung von passiven Genabschnitten durch Stoffwechselprodukte der Nachbarn: verstärkt Bildung von z.B beta-Lactamasen

l

• Reinigen in kürzeren Abständen (mechanisch, chemisch)
• Austausch von nicht reinigbaren Teilen (z.B. Katheder)
• In konkreten therapeutischen Situationen oder präventiv:

- Einsatz von Stoffen, welche die Kommunikation von MO
 unterbinden.
- Einsatz von Phagen

• Antibiofilm-Beschichtung (Furanone, ähnlich Homoserinlactone: bewirken Abbau des Rezeptorproteins CepR))
• Hemmung der Adhäsion (Pili)
•  Hemmung der EPS-Bildung: EPS-Depolymerase