„LARVE“:
Implantatprüfung im in-vivo-Infektionsmodell – Elektronenmikroskopische Untersuchungen

Projektinhalte und -ziele

Teil postoperativer Komplikationen sind auch Implantat-assoziierten Infektionen. Gleichzeitig beobachtet man einen Anstieg gegen Antibiotika multiresistenter Keime. Für die Entwicklung neuer Implantatwerkstoffe stehen in-vitro-Tests zur Verfügung, die die antibakterielle Wirkung im Laborversuch belegen. Um Aussagen über eine vorhandene Infektabwehr zu treffen, sind am Ende Tierstudien mit Säugetier-Infektionsmodellen notwendig. Diese gestalten sich aber aufwändig. Auf Grund der Risiken für den Tierbestand ist an Untersuchungen mit multiresistenten pathogenen Keimen in Tierställen ohne Isolierbereich kaum zu denken. Ziel ist daher, für Implantate eine möglichst vielseitige in-vivo-Prüfmethode mit einem Insektenmodell zu entwickeln, mit der man überprüfen kann, ob neuartige Implantatwerkstoffe in der Lage sind im Tiermodell eine Implantat-assoziierte Infektion zu verhindern.

Hierzu werden Larven der Wachsmotte Galleria mellonella verwendet. In der jüngeren Vergangenheit hat man damit ein aussagefähiges Tiermodell zur Prüfung antiinfektiver Pharmaka und zur Beurteilung der Virulenz von Krankheitserregern im Tiermodell etabliert. Daraus soll nun erstmals eine aussagefähige antimikrobielle Prüfmethode für das Testen antimikrobieller Implantatwerkstoffe in einem Insektenmodell entwickelt werden.

Es ist notwendig, die Werkstoffoberflächen vor und nach Implantation in den Larven auch auf Besiedlung durch Keime oder sonstige Veränderungen in der Oberflächenstruktur zu prüfen. Das geschieht direkt am Implantat durch die elektronenmikroskopische Darstellung solcher Proben.

Die Hochschule Ansbach ist Projektpartner für die begleitende elektronenmikroskopische Untersuchung der Werkstoffe und der dort im Infektionsmodell mit Galleria mellonella aufgewachsenen Keime. Im Einzelnen werden die im Galleria-Modell getesteten Implantatwerkstoffe (Biofilmbildung, Keimverteilung, Struktur der Implantatoberfläche und Vergleich mit Kontrollen) im Rasterelektronenmikroskop charakterisiert.

Das Projekt „Larve“ befindet sich in der letzten Projektphase kurz vor Projektabschluss. Die durch die Analysen gewonnen Erkenntnisse haben schon jetzt den Projektpartnern sehr gute visuelle Einblicke in die Mechanismen der Infektionsabwehr von bakteriell kontaminierten Implantaten in Larven der Wachsmotte gebracht. Es wurde ein großer Schritt weg von aufwändigen Tierversuchen mit Säugetieren begangen und lässt auf eine Fortführung dieser Forschungen hoffen.

User Foto zeigt eine Bildserie in 61-facher, 245-facher, 1050-facher und 4375-facher Vergrößerung der Proben „Titan Blank“ mit Mikroorganismen Staphyloccocus aureus; post-implantation

Bildserie in 61-facher, 245-facher, 1050-facher und 4375-facher Vergrößerung der Proben „Titan Blank“ mit Mikroorganismen Staphyloccocus aureus; post-implantation