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Hygiene

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Dialysewasser-Hygiene (Teil 1 von 3)

Bakterien im Dialyse­wasser

Die Bedeutung von Bakterien im Dialysewasser (Permeat) führt immer wieder zu Diskussionen, denn viele Betreiber wünschen sich ein steriles Wassersystem. Verkannt wird zumeist, dass ein steriles System unnötig ist. Die Folgen eines manifesten Biofilms in den Wassersystemen werden dagegen häufig völlig unterschätzt. Im vorliegenden Teil der Serie über Dialysewasser-Hygiene werden grundlegende Fakten zur mikrobiellen Dialysewasser-Qualität thematisiert.

Hand mit Schutzhandschuh hält Probenschale

© Drew Haysl | Unsplash

Dialysewasser

Wie gelangen Bakterien in das Dialysewasser?

Das Dialysewasser (Permeat) wird in der Regel durch Umkehrosmose gewonnen, welche man als druckgetriebene Filtration von Flüssigkeit durch semipermeable Membranen verstehen kann. Diese Membranen weisen so kleine „Poren“ auf, dass möglichst alle Schadstoffe zurückgehalten werden und nur Wasser sie durchdringt. Dieses Verfahren verhindert auch effektiv die Verkeimung von Dialysewasser durch das Speisewasser, denn intakte Bakterien sind um Zehnerpotenzen größer als die Membrandurchlässigkeit. Selbst bei geringen Membranfehlern, welche nicht unmittelbar erkannt werden, ist die Umkehrosmose in der Regel keine relevante Quelle für Bakterien im Dialysewasser.

Vielmehr gelangen Bakterien hauptsächlich durch die Dialysemaschinen (Rückspülung) und bei deren An- und Abkoppeln in die Ringleitung. Die Ringleitungssysteme, wie sie zur Wasserverteilung in der Dialyse gängig sind, sind deshalb nicht als steril zu betrachten.

Sind Bakterien im Dialysewasser gefährlich?

Bakterien sind natürlicher Bestandteil unserer Umwelt. Sie kommen nahezu immer und überall vor, auch im menschlichen Körper. Die meisten Bakterien interessieren sich nicht für den Menschen; viele sind nützlich, nur wenige als Krankheitserreger schädlich. Im Dialysewasser selbst geht eine relevante Gefährdung nicht von den Bakterien selbst aus, sondern von den Produkten, die sie aktiv oder passiv freisetzen. Das Dialysewasser ist prinzipiell nicht keimfrei (steril).

Was machen Bakterien im Dialysewasser?

Bakterien schwimmen ungern im freien Wasser herum, wo sie leicht angreifbar sind. Sie bevorzugen vielmehr den Aufenthalt an Oberflächen wie den Wandungen der Rohrleitungen des Wassersystems. Dort wohnen sie geschützt in Gemeinschaften mit anderen Bakterien oder Mikroorganismen im sogenannten Biofilm. Möchte man sich über die Menge der im Wassersystem vorhandenen Bakterien informieren, ist die alleinige Bestimmung der frei im Wasser vorhandenen Bakterien ungeeignet, da die größte Menge der Keime im Biofilm an den Wandungen festsitzt.

Biofilm

Was machen Bakterien im Biofilm?

Die Bakterien im Biofilm haben in der Regel deutlich andere Eigenschaften als frei schwimmende planktonische Zellen. Sie sind an den jeweiligen Lebensraum angepasst. Dies hat zahlreiche Konsequenzen, wobei die uns bekannten Eigenschaften zumeist auf Untersuchungen von planktonischen Zellen beruhen, da diese Kultivierungsmethode im Labor einfacher zu handhaben ist. Besonders problematisch ist die Tatsache, dass aus dem Biofilm freigesetzte Bakterien häufig nicht mit den gängigen Methoden im Labor kultivierbar, aber dennoch vital sind (VBNC-Stadium). Dieser Zustand ist reversibel, wobei die betroffenen Keime ihre potentiell schädlichen Eigenschaften wiedererlangen. Dieser Effekt führt zu einer Unterschätzung der mikrobiologischen Belastung.

Warum ist der Biofilm problematisch?

Die Bakterien im Biofilm haben einen Stoffwechsel und können sich vermehren oder auch absterben. In allen Fällen werden Substanzen in die umgebende Flüssigkeit ausgeschieden. Damit gelangen Stoffe in das Dialysewasser, welche unter Umständen die Dialysemembran durchdringen und im Blut heftige Reaktionen auslösen können. Die Bakterien selbst sind viel zu groß, um die Dialysemembran oder die intakte Membran von Sterilfiltern passieren zu können.

Haben Bakterien die Möglichkeit sich zu vermehren, tun sie dies mit bemerkenswerter Geschwindigkeit. Unter Umständen kann es bei Vorhandensein von massivem Biofilm im Dialysewasser-System so zu einem plötzlichen, starken Auftreten von Bakterien in der Flüssigkeit kommen. Dies geht einher mit der Bildung großer Mengen von extrazellulären Polymeren, welche als Schleim alle Filter des Systems verstopfen können. Eine vorübergehende Stilllegung der betroffenen Dialyseeinrichtung ist dann unvermeidlich.

Anfuehrungszeichen

Die Ausbildung eines manifesten Biofilms im Dialysewasser-System muss unbedingt verhindert werden.

 

Wo finden sich Biofilme?

Biofilme finden sich an den Grenzflächen von Flüssigkeit und den Oberflächen der wasserführenden Systeme. Sie sind dabei nicht gleichmäßig verteilt und bevorzugen bestimmte Materialien wie z.B. das Gummi der Dichtungen oder das Kunststoffmaterial von Leitungen und Schläuchen. Letztere stellen als übliche Wasserzuführungen zu den Dialysemaschinen deshalb eine besondere Problemzone dar. Die Ungleichverteilung hat zur Folge, dass auch die Zusammensetzung der Flüssigkeit nicht homogen ist. Dieser Effekt wird verstärkt durch den Umstand, dass sich immer wieder Stücke/Flocken des Biofilms ablösen und in der Flüssigkeit mitgerissen werden. Gelangt auf diese Weise eine Biofilm-Flocke in die Probe, sind unrealistisch hohe Messwerte die Folge, die sich bei wiederholten Probenahmen in der Regel nicht bestätigen lassen. Diese Eigenheiten führen in der Praxis zu zahlreichen Verwirrungen und Fehlinterpretationen. Generell ist eine sinnvolle Analytik wegen der Inhomogenität der Flüssigkeit bei Biofilm-Befall nicht möglich.

Warum sind bakterielle Produkte im Dialysewasser problematisch?

Die Gefährdung durch Bakterien im Dialysewasser beruht nicht in erster Linie auf den Organismen selbst und der Möglichkeit einer Infektion des Patienten, sondern auf der Wirkung der Substanzen, welche von den Bakterien freigesetzt werden. Diese Substanzen können im schlimmsten Fall Toxine – also Giftstoffe – sein und/oder pyrogen (fiebererzeugend) wirken. Die bekanntesten Vertreter dieser Gruppe sind die bakteriellen Endotoxine (BET), welche beim Absterben gramnegativer Bakterien aus deren Hülle freigesetzt werden.

Auch Bruchstücke von Nukleinsäuren – wie DNA – sowie Proteine – wie Enzyme – gehören zu dieser Gruppe, die auch als CIS (Zytokin-induzierende Substanzen) bezeichnet werden. Diese Stoffe führen zu Fieber und anderen Reaktionen, welche für den Patienten schädlich sein können, insbesondere bei wiederholtem oder dauerhaftem Auftreten über längere Zeit. Die bei Dialysepatienten zu beobachtenden chronischen Entzündungszustände, die sich als anhaltende Mikroinflammation mit fatalen Folgen manifestieren können, müssen zumindest teilweise als Auswirkung mikrobieller Substanzen im Dialysewasser und in Folge im Dialysat verstanden werden.

Lesen Sie in der nächsten Ausgabe:

Dialysewasser-Hygiene Teil 2:
Biofilm vermeiden.

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