Klin Monbl Augenheilkd 2018; 235(12): 1366-1370
DOI: 10.1055/a-0792-1301
Experimentelle Studie
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Kaltplasma zur Behandlung therapierefraktärer Hornhautulzera

Cold Plasma to Treat Therapy-Refractive Corneal Ulcers
Helena Reitberger
1   Augenklinik, Universitätsklinik Erlangen, Erlangen
,
Emilio Martines
2   Consorzio RFX, Istituto Gas Ionizzati del CNR, Padova, Italy
,
Andreas Mohr
3   Augenklinik, St. Joseph-Stift, Bremen
,
Catherine Chow
3   Augenklinik, St. Joseph-Stift, Bremen
,
Thomas Fuchsluger
1   Augenklinik, Universitätsklinik Erlangen, Erlangen
4   Augenklinik, Universitätsklinik Heidelberg, Heidelberg
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

eingereicht 03 November 2018

akzeptiert 05 November 2018

Publication Date:
19 December 2018 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund Die Integrität der Augenoberfläche und die Transparenz der Hornhaut als „Fenster des Auges“ sind Voraussetzungen für die Erzielung einer sehr guten Sehkraft, einem Körpersinn mit zentraler Bedeutung für Lebensqualität und für soziale oder berufliche Teilnahme am gesellschaftlichen Umfeld. Die Homöostase an der Augenoberfläche ist ständig durch Mikroben und durch intrinsische Faktoren mit negativen Auswirkungen auf die Wundheilung bedroht (z. B. metabolische Störungen wie Diabetes mellitus). Zudem stellt die weite Verbreitung von Kontaktlinsen ein beachtliches Risiko für mikrobielle Infektionen durch mangelnde Hygiene dar. In fortgeschrittenen Stadien können Keratitiden mit kornealen Defekten einhergehen und durch assoziierten Stromaverlust zur Perforation der Hornhaut führen. Gegenwärtige Behandlungsansätze beinhalten topische und systemische Anwendungen von Antibiotika oder Antimykotika und bedürfen in schwereren Fällen der stationären Behandlung.

Patienten/Material und Methoden Manche Mikroben können therapierefraktär oder -resistent sein und daher eine Verschlechterung des klinischen Befunds verursachen. In der vorgelegten Untersuchung wurden der Effekt von Kaltplasma hinsichtlich der Reduktion der Erregerlast in vitro, im Gewebe ex vivo sowie bei einem therapierefraktären Ulkus untersucht. Kaltplasma ist elektrisch ionisiertes Gas, das grundsätzlich zur Oxidation und Entkeimung von Luft, Oberflächen, OP-Instrumenten oder Geweben eingesetzt wird. In der Natur unter anderem von Blitzen und Polarlichtern vorkommend, sind künstlich hergestellte Plasmen von Neonröhren und dem Schweißen bekannt.

Ergebnisse In vitro, ex vivo sowie bei der Behandlung eines therapierefraktären Hornhautgeschwürs konnte die Reduktion der Erregerlast bzw. eine Besserung des klinischen Befunds gezeigt werden.

Schlussfolgerung Plasmamedizin und ihre desinfizierenden Eigenschaften können neue Ansätze in der Behandlung mikrobieller Hornhautinfektionen eröffnen. Dies kann zu einer Verkürzung der Behandlungszeit, zu einer schnelleren Erholung des Patienten sowie insgesamt zu einer Senkung der Kosten für Gesundheitssysteme führen.

Abstract

Background The integrity of the ocular surface and the transparency of the cornea is crucial to obtain a good visual acuity – a requirement to actively participate in both social and professional environments. The homeostasis of the ocular surface is constantly endangered by microbes and by intrinsic factors with negative influence on wound healing. Furthermore, widespread use of contact lenses obtain a risk of corneal infection even resulting in corneal perforation and loss of the eye. Current therapies include topical and systemic antibiotics and antimycotics, often applied in an in-ward setting.

Patients/Materials and Methods Some microbes can be therapy-resistent or -refractory and therefore cause a deterioration of the clinical aspect. In this study, the effects of cold plasma treatment of corneal ulcers on reduction of microbial load in vitro, in tissue ex vivo and in a therapy-refractory ulcer.

Results In vitro, ex vivo and in the patient microbial load could be reduced or the clinical findings improved.

Conclusions Plasma medicine and its disinfective properties could open a novel approach to treat microbial infections of the cornea. The can result in reduced treatment times, a faster demission of the patients and overall in a reduction of health care costs.

 
  • Literatur

  • 1 Neumann M, Sjostrand J. Central microbial keratitis in a Swedish city population. Acta Ophthalmol (Copenh) 1993; 71: 160-164
  • 2 Thomas PA, Geraldine P. Infectious keratitis. Curr Opin Infect Dis 2007; 20: 129-141
  • 3 Zimmerman AB, Nixon AD, Rueff EM. Contact lens associated microbial keratitis: practical considerations for the optometrist. Clin Optom (Auckl) 2016; 8: 1-12
  • 4 Grundmann H, Aires de Sousa M, Boyce J. et al.. Emergence and resurgence of meticillin-resistant Staphylococcus aureus as a public-health threat. Lancet 2006; 368: 874-885
  • 5 Martines E, Brun P, Brun P. et al.. Towards a plasma treatment of corneal infections. Clin Plasma Med 2013; 1: 17-24
  • 6 Reitberger HH, Czugala M, Chow C. et al.. Argon Cold Plasma – A Novel Tool to Treat Therapy-resistant Corneal Infections. Am J Ophthalmol 2018; 190: 150-163
  • 7 Leonardi A, Deligianni V, Martines E. et al.. Plasma device for treating living tissues, PCT patent n. WO 2009/043925, published on 9th April 2009.
  • 8 Martines E, Zuin M, Cavazzana R. et al.. A new plasma source for sterilization of living tissues. New J Phys 2009; 11: 115014
  • 9 OʼConnor N, Cahill O, Daniels S. et al.. Cold atmospheric pressure plasma and decontamination. Can it contribute to preventing hospital-acquired infections?. J Hosp Infect 2014; 88: 59-65
  • 10 Cahill OJ, Claro T, OʼConnor N. et al.. Cold air plasma to decontaminate inanimate surfaces of the hospital environment. Appl Environ Microbiol 2014; 80: 2004-2010
  • 11 Aboubakr HA, Williams P, Gangal U. et al.. Virucidal effect of cold atmospheric gaseous plasma on feline calicivirus, a surrogate for human norovirus. Appl Environ Microbiol 2015; 81: 3612-3622
  • 12 Brun P, Brun P, Vono M. et al.. Disinfection of ocular cells and tissues by atmospheric-pressure cold plasma. PLoS One 2012; 7: e33245
  • 13 Heaselgrave W, Shama G, Andrew PW. et al.. Inactivation of Acanthamoeba spp. and other ocular Pathogens by Application of cold atmospheric Gas Plasma. Appl Environ Microbiol 2016; 82: 3143-3148
  • 14 Brun P, Pathak S, Castagliuolo I. et al.. Helium generated cold plasma finely regulates activation of human fibroblast-like primary cells. PLoS One 2014; 9: e104397
  • 15 Alekseev O, Donovan K, Limonnik V. et al.. Nonthermal dielectric Barrier Discharge (DBD) Plasma suppresses Herpes Simplex Virus Type 1 (HSV-1) Replication in corneal Epithelium. Transl Vis Sci Technol 2014; 3: 2
  • 16 Volotskova O, Dubrovsky L, Keidar M. et al.. Cold atmospheric Plasma inhibits HIV-1 Replication in Macrophages by Targeting both the Virus and the Cells. PLoS One 2016; 11: e0165322
  • 17 Hasse S, Duong Tran T, Hahn O. et al.. Induction of proliferation of basal epidermal keratinocytes by cold atmospheric-pressure plasma. Clin Exp Dermatol 2016; 41: 202-209
  • 18 Wende K, Straßenburg S, Haertel B. et al.. Atmospheric pressure plasma jet treatment evokes transient oxidative stress in HaCaT keratinocytes and influences cell physiology. Cell Biol Int 2014; 38: 412-425
  • 19 Rosani U, Tarricone E, Venier P. et al.. Atmospheric-Pressure cold Plasma induces transcriptional Changes in ex vivo human Corneas. PLoS One 2015; 10: e0133173