Polypragmasia in the therapy of infected wounds - conclusions drawn from the perspectives of low temperature plasma technology for plasma wound therapy

GMS Krankenhhyg Interdiszip. 2008 Nov 3;3(1):Doc13.

Abstract

As long as a wound is infected, the healing process cannot begin. The indication for wound antiseptic is dependent on the interaction between the wound, the causative micro-organisms, and the host immune system. An uncritical colonisation is a condition whereby micro-organisms on a wound will proliferate, yet the immune system will not react excessively. Wound antiseptic is most often not necessary unless for epidemiologic reasons like colonisation with multi-resistant organisms. In most instances of a microbial contamination of the wound and colonisation, thorough cleaning will be sufficient.Bacterial counts above 10(5) to 10(6) cfu per gram tissue (critical colonisation) might decrease wound healing due to release of toxins, particularly in chronic wounds. Traumatic and heavily contaminated wounds therefore will require anti-infective measures, in particular wound antiseptic. In such situations, even a single application of an antiseptic compound will significantly reduce the number of pathogens, and hence, the risk of infection. If a wound infection is clinically manifest, local antiseptics and systemic antibiotics are therapeutically indicated.The prophylactic and therapeutic techniques for treatment of acute and chronic wounds (chemical antiseptics using xenobiotics or antibiotics, biological antiseptic applying maggots, medical honey or chitosan, physical antiseptic using water-filtered infrared A, UV, or electric current) mostly have been empirically developed without establishing a fundamental working hypothesis for their effectiveness.The most important aspect in controlling a wound infection and achieving healing of a wound is meticulous debridement of necrotic material. This is achieved by surgical, enzymatic or biological means e.g. using maggots. However, none of these methods (with some exception for maggots) is totally gentle to vital tissue and particularly chemical methods possess cytotoxicity effects.DERIVED FROM THE GENERAL PRINCIPLES OF ANTISEPTIC WOUND TREATMENT, THE FOLLOWING WORKING HYPOTHESIS IS POSTULATED: the most ideal constellation for treatment of wounds is the superficial destruction of microbial layers without deep tissue alteration, like it is caused by antiseptics, in order not to endanger the regenerative granulation tissue. At the same time, it is desirable to support and increase cell proliferation and granulation capacities. These two aspects might be achieved by using low temperature plasma technology.

Solange eine Wunde infiziert ist, kommt der Heilungsprozess nicht zum Abschluss. Die Indikation zur Wundantiseptik ist abhängig von der Wechselwirkung Wunde – Mikroorganismus – Wirt: Bei mikrobieller Kontamination bzw. Kolonisation ist die wirksame Reinigung der Wunde ausreichend. Bei größeren traumatischen kontaminierten Wunden kann durch einmalige präventive Antiseptik eine Reduzierung postoperativer Infektionen erreicht werden. Bei unkritischer Kolonisation handelt es sich um die Vermehrung von auf die Wunde gelangten Erregern ohne klinische Wirtsreaktion. Auch hier ist keine Antiseptik erforderlich, außer aus epidemiologischer Indikation (multiresistente Erreger).

Bakterienzahlen in der Wunde >105-106 KBE/g hemmen die Wundheilung durch Toxinfreisetzung (kritische Kolonisation) speziell bei chronischen Wunden bis zum Stillstand der Heilung. Hier ist eine „milde Antiseptik“ mit gleichzeitiger Endotoxinabsorption oder -inaktivierung indiziert. Bei klinisch manifester Infektion mit lokaler und/oder systemischer Wirtsreaktion (Sepsis) ist die therapeutische Anwendung von Antiseptika indiziert, andernfalls kommt zur Defektheilung und im ungünstigen Fall zur Sepsis.

Die Verfahren zur antiseptischen Behandlung akuter und chronischer Wunden (chemische Antiseptik mit Xenobiotika oder Antibiotika, biologische Antiseptik mit Maden, Bienenhonig oder Chitosan, physikalische Antiseptik mit wIRA, UV, Elektrostimulation) wurden empirisch ohne Zugrundelegung einer übergeordneten Arbeitshypothese eingeführt.

Voraussetzung für die Wundheilung und Beherrschung einer Wundinfektion ist das effektive Debridement. Dieses erfolgt chirurgisch, enzymatisch oder mittels Maden. Zur Erregerinaktivierung werden chemische oder biologische Antiseptika sowie physikalische Verfahren eingesetzt. Diesen Verfahren gemeinsam ist eine mehr oder weniger ausgeprägte Zytotoxizität.

Aus der Verallgemeinerung der Wirkprinzipien zur antiseptischen Wundbehandlung wird folgende Arbeitshypothese abgeleitet: Die ideale Konstellation zur Wundbehandlung ist die oberflächliche Zerstörung des mikrobiellen Biofilms auf der Wunde ohne antiseptische Tiefenwirkung, um das sich regenerierende Gewebe nicht zu hemmen. Gleichzeitig soll durch das Behandlungsprinzip die Wundheilung (Zellproliferation, Granulozytenleistung) im sich regenerierenden Gewebe stimuliert werden. Niedertemperaturplasma soll so konfiguriert werden, dass es die Anforderungen der Arbeitshypothese erfüllt.