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Sanosil Desinfektionsmittel Wirkung auf Biofilme

SANOSIL AG., CH- 8634 Hombrechtikon, Schweiz E-Mail:service@sanosil.com, Web: http://www.sanosil.com

Des p007 de Biofilmzerstörung

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Was sind Biofilme? Biofilme bestehen aus einer Mischung aus Bakterien, Pilzen, Protozoen und/oder Algen, welche in einer symbiotischen Lebensgemeinschaft mit- und voneinander leben. Sie werden sensorisch als Schleimschicht oder Belag unterschiedlicher Dicke, Farbe und Konsistenz wahrgenommen und bilden sich bevorzugt an Grenzschichten von Flüssigkeits- und Gasphase wie z.B. Rohrleitungen, Kühltürmen, Abflüssen und anderen wasserführenden Systemen. Die typische Schleimmatrix eines Biofilms besteht aus durch die Mikroorganismen produzierte extrazelluläre polymere Substanzen (EPS), welche in der Lage sind, Hydrogele zu bilden.

Biofilme und Umweltresistenz EPS bestehen aus verschiedenen langkettigen Polysaccharide wie Alginate und Cellulose, welche eine stabile Matrix bilden können. Diese haften sehr gut an Oberflächen und erlauben es Mikroorganismen, sich anzusiedeln und nicht «weggespült» zu werden Das Leben in einem Biofilm bietet für die beteiligten Mikroorganismen ausserdem weitere Vorteile: So werden diese gleichmässiger mit Nahrung versorgt, partiell vor Austrocknung bewahrt und vor allem vor Bioziden und sonstigen ungünstigen Umwelteinflüssen weitgehend geschützt. Insbesondere die Resistenz gegenüber Chlor, Ozon und UV-Strahlung steigt mit zunehmender Dicke der Biofilme massiv an.

VBNC Status in Biofilmen: VBNC = Viable but not culturable , also lebensfähig, aber nicht

kultivierbar, bezeichnet man das Phänomen, bei dem Mikroorganismen wie z.B. Pseudomonas bei Kontakt mit einigen Desinfektionsmitteln (insb. Chlor, ) in eine Art «Schockstarre» oder Winterschlaf fallen. Sie reduzieren/stoppen ihre Stoffwechselaktivitäten und die Zellteilung für eine gewisse Zeit, sind aber nach wie vor vorhanden.

Wird in dieser Zeitspanne eine Wasserprobe genommen und klassisch auf einem Nährboden bebrütet, zeigt sich dabei kein Wachstum. Dies führt zu falschen Resultaten, da dabei irrtümlich von einer erfolgreichen Desinfektion ausgegangen wird. Anm. Sanosil Desinfektionsmittel führen nachweislich zur kompletten Desintegrierung des mikrobiellen Genoms, also zur kompletten Auschaltung ohne VBNC

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Biofilmbekämpfung mit Chlordioxid ClO2 In der Fachliteratur gilt gemeinhin dass Chlordioxid (ClO2) ein idelaes Mittel zur Biofilmbekämpfung darstellt. So wurde nachgewiesen, dass bei Behandlungszyklen über 70 Tagen mit der für die Trinkwasserbehandlung erlaubten Höchstdosierung von 0,2mg/l eine Keimreduktion (jedoch keine Keimfreiheit) erreicht werden konnte. (Vgl. Otte et al 2004, Lenz 2011) Allerdings stellt dabei die Korrosivität von ClO2 regelmässig ein Problem dar (Hubbard et al., 2009). Diese ist beträchtlich und führt auf lange sicht zu massiven Materialschäden – sogar an Teilen aus Glas. Zudem gibt es viele Installationen, bei denen sich Einbau, Betrieb und Wartung einer (teuren) ClO2 Anlage schlicht nicht rechnet. In diesen Fällen wird versucht, über die Dosierung verschiedener Chemikalien/Bioziden ein vergleichbares Ergebnis zu erzielen. Anm: Sanosil Desinfektionsmittel weisen in dosiertem Zustand ein weit geringeres Korrosionsrisiko auf als Chlordioxid in vergleichbaren Dosierungen.

Resistenz von Biofilmen gegenüber den Einzelkomponenten unstabilisiertes Wasserstoffperoxid ODER Silber Da sowohl Wasserstoffperoxid als auch Silber sich in der Wasserdesinfektion und/oder Konservierung mit einigem Erfolg bewährt haben, liegt der Gedanke nahe, diese Substanzen auch in der Biofilmbekämpfung einzusetzen. Diese Gedanken sind grundsätzlich richtig, haben aber eine entscheidende Schwäche: Wasserstoffperoxid alleine (insb. in nativem, nicht zusätzlich stabilisiertem Zustand) unterliegt starken Zehrung durch die im Biofilm produzierte Katalase. So gelten z.B. Schockdesinfektionen erst ab 10000 ppm (10 ml/l) über mehrere Stunden als zuverlässig. Silber hingegen kann, insbesondere wenn alleine eingesetzt, die Biofilmmatrix nur schwer durchdringen und wird oft schon an der Oberfläche der Biofilme ausgefällt. So kann das Silber die bakteriostatische/ konservierenden Eigenschaften nicht optimal zum Einsatz bringen.

Kombination Wasserstoffperoxid und Silber zur Biofilmbekämpfung Gelingt es, Wasserstoffperoxid und Silber miteinander zu einem Wirkungskomplex zu kombinieren, ergänzen und verstärken sich die Einzelkomponenten gegenseitig. Als grösster «Bonus» erweist sich dabei die Tatsache, dass Silber selber nur geringe biozide Wirkung aufweist, aber die oxidierende Wirkung von Wasserstoffperoxid (also die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies ROS) um bis zu 10 x verstärkt. Anm: In den Labors der Sanosil AG ist es vor über 30 Jahren erstmals gelungen, diesen Durchbruch zu erzielen und ein Produkt herzustellen, welches die oxidierende Wirkung von stabilisiertem Wasserstoffperoxid mit der konservierenden und boostenden Wirkung von Silber optimal kombiniert: Sanosil Super 25. Des p007 de Biofilmzerstörung

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Wirkung von stabilisiertem und wirkungsoptimiertem Wasserstoffperoxid auf Biofilme Handelsübliches Wasserstoffperoxid neigt beim Kontakt mit Biofilmen dazu, sich sehr schnell zu zersetzen. Dies kann die Wirkung bisweilen stark einschränken. Um eine optimale Wirkung zu entfachen, muss das Wasserstoffperoxid deshalb wie in den Sanosil Desinfektionsmitteln hoch stabilisiert werden. Dadurch ist es möglich, den Zerfall des Wasserstoffperoxides eine Zeitlang nach dem ersten Kontakt mit der Biofilmoberfläche zu hemmen und damit dem Peroxid zu erlauben, in die Struktur des Biofilmes einzudringen. Durch die Katalase des Biofilmes wird anschliessend reaktiver Sauerstoff vom Peroxid abgespalten. Die sich bildenden Bläschen haben zusätzlich zur oxidierenden Wirkung auf die mikrobiellen Zellhüllen einen physikalisch-mechanischen Effekt: Durch die Volumenvergrösserung der Bläschen in der Biofilmmatrix wird diese regelrecht aufgesprengt und zerrissen. Die abgesprengten Biofilmfetzen lösen sich aus der Struktur und hinterlassen Löcher, was wiederum neuem Peroxid das Eindringen in die Struktur ermöglicht. Im optimalen Fall wird der gesamte Biofilmbelag innert kurzer Zeit ab- und aufgelöst.

1. Stabilisiertes Wasserstoffperoxid (blau) kommt in Kontakt mit der Biofilmstruktur (braun)

3. Das eingedrungene Peroxid beginnt Sauerstoff abzuspalten

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2. Dank der Stabilität gelingt es den Peroxid-moleküle, in die Filmstruktur einzudringen

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Die Sauerstoffbläschen kumulieren sich, vergrössern ihr Volumen und sprengen die Biofilmmasse auseinander

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Biofilm in einem Reagenzglas mit Sanosil Desinfektionsmittel. Deutlich zu sehen der „zerfetzende“ Effekt der Sauerstoffbläschen.

Ausspülen von abgelösten Biofilmbelägen nach einer Schockdesinfektion (1ml Super 25/l Wasser) aus einer Wasserleitung.

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Biofilm in einer Petrischale

Mit einigen Tropfen 1ml/l Sanosil Super 25–Lösung benetzt. Bemerkenswerter Unterschied zwischen benetzt und unbenetzt.

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Biofilm in einem PVC Schlauch

Schockdesinfektion 1000 ppm Sanosil

Nach der Desinfektion

Unsere anwendungstechnischen Hinweise in Wort und Schrift beruhen auf umfangreichen Versuchen. Wir beraten nach bestem derzeitigen Wissen, jedoch insoweit unverbindlich, als Anwendung und Lagerhaltung ausserhalb unserer direkten Einflussnahme liegen. Produktbeschreibungen bzw. Angaben über Eigenschaften der Präparate enthalten keine Aussagen über Haftung für etwaige Schäden.

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