Biofilme sind bis zu 1.000 mal resistenter gegen
die meisten herkömmlichen Desinfektionsmittel

Die im Biofilm lebenden Mikroorganismen haben durch ihre Biofilm-Biomasse (Matrix) gegenüber im planktonischen Zustand lebenden Mikroorganismen enorme Vorteile. Dazu gehören: Die Akkumulation und Anreicherung von Nährstoffen aus sogar nährstoffarmen Medien, Schutz durch die Schleimmatrix vor pH-Extremen und Biozideinwirkungen, die Möglichkeit zum artenübergreifenden Gen-Transfer (Cell-to-Cell-Communication) zwischen den Organismen in der Matrix und damit eine Steigerung des Resistenzvorteils, zum Beispiel gegen Biozide. Vorteile durch Kooperation und Symbiose im Biofilm entstehen bei der Nutzung schwer abbaubarer Substanzen wie Cellulose, Nitrit und Nitrat oder Xenobiotika. Damit gibt der Biofilm einer Lebensgemeinschaft von Mikroorganismen die Möglichkeit, selbst an extremen Standorten, wie z.B. in Salzsäure zu existieren. Damit sind Biofilmbakterien bis zu tausendfach resistenter gegen Desinfektionsmittel als frei schwimmende Bakterien (Clappison 1997b, Barbeau et al. 1998, Reynold 1998).

Biofilme in der Hausinstallation und der Versorgungsleitung

In einer deutschen Studie durch Flemming wurden Trinkwasserverteilungssysteme mikrobiologisch charakterisiert. Dabei konnten Wingender et al. (2003) zeigen, dass in der Wasserphase eine Gesamtzellzahl von ca. 104 bis 105 Zellen/ml im Trinkwasser gefunden werden konnte. In dieser Studie wurden auch Rohre aus dem Verteilungsnetz untersucht. Hier zeigte sich, dass bei allen Proben eine bakterielle Besiedlung (Biofilme) gefunden werden konnte. Die Gesamtzellzahl der Biofilme lag zwischen 104 und 108 Zellen/cm2 und die Koloniezahl auf R2A im Bereich von 101 bis 105 KBE/cm2. In 2 von 18 Biofilmproben wurden coliforme Bakterien nachgewiesen.

Biofilme in zahnärztlichen Behandlungseinheiten

Diese Faktoren begünstigen die Entstehung von Biofilmen in Behandlungseinheiten:

Und schon 1977 verbanden Kelstrup et al. das Wachstum von Biofilmen in zahmedizinischen Behandlungseinehiten mit hohen Bakterienlasten im Kühlwasser.

Beispiel Bildung von Desinfektionsmittel- und Antibiotikaresistenzen

Eine Chlorhexidin-Resistenz in Pseudomonas aeruginosa, wie sie zum Beispiel durch niedrige Konzentrationen dieses Desinfektionsmittels induziert werden, erzeugt gleichzeitig eine Kreuzresistenz gegenüber dem Breitbandantibiotikum Norfloxacin aus der Gruppe der Fluorchinolone.

Auch in diesem Zusammenhang spielen Biofilme eine Schlüsselrolle. Die extrazelluläre polymere Substanz (EPS) kann Mikroorganismen im Biofilm vor schädlichen Substanzen schützen. Dies lässt sich am Beispiel von Bioziden und Oxidationsmitteln wie Wasserstoffperoxid verdeutlichen. Diese müssen zuerst die Matrix durchdringen, ehe sie die Mikroorganismen schädigen können. Hier können sterische und/oder elektrostatische Hemmnisse auftreten, oder die Chemikalien reagieren direkt mit der Matrix. Daher sind Mikroorganismen in einem Biofilm besser gegen Desinfektionsmittel geschützt als frei schwimmende Zellen.

Pseudomonas, als von Natur aus einer der stärksten Schleimbilder überhaupt, wird ständig von einer schützenden Biofilmmatrix umgeben, die Antibiotika und Desinfektionsmittel, wie zum Beispiel Chlorhexidin, kaum durchdringen können. Mit der Folge, dass im Falle des Einsatzes von Chlorhexidin in zahnärztlichen Behandlungseinheiten Biofilme nicht nur nicht entfernt werden können, sondern dieses in praxi ständig in sublethaler Konzentration an Pseudomonas Biofilmen anliegt, wo es schnell die Struktur von Biofilmen verändern und Kreuzresistenzen induzieren kann.

Daher müssen Biofilme aufgrund ihres hohen Resistenz- und Toleranzverbreitungspotentials mit einem unter realen Praxisbedingungen wirksamen Verfahren konsequent entfernt werden, um in der zahnärztlichen Praxis eine RKI-konforme Wasserhygiene, d.h. dauerhafte Rechtssicherheit und einen sicheren Infektionsschutz gewährleisten zu können.