Wirksamkeitsprüfung chemischer Verfahren zur Desinfektion von Coxiella burnetii in kontaminierten Bodenmatrizes
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Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit verfolgte das Ziel, die Wirksamkeit der chemischen Desinfektion von Boden¬matrizes, die mit dem zoonotischen Krankheitserreger Coxiella burnetii kontaminiert sind, zu prüfen. Die Prüfung der Desinfektionsmittel Ameisensäure, Kalkmlich, Natronlauge und Formalin erfolgte bei einer Umgebungstemperatur von 10 °C in sogenannten Suspensions- und Keimträgerversuchen, die zu diesem Zweck etabliert wurden. Zur Beurteilung der Desinfektionswirkung wurden Verfahren entwickelt, bei dem die Des¬infektions¬wirkung in Anlehnung an deutsche und europäische Prüfnormen an der Keim¬zahl¬reduktion einer exponierten Prüfkeimmenge gemessen wurde. Dabei beruhte das Prinzip der Keim¬zahl¬bestimmung auf der Endpunkttitration fraglicher Erregersuspensionen in BGM-Zell¬kulturen und dem Auswertungsverfahren nach SPEARMAN und KÄRBER (zitiert nach Mayr et al., 1974). Die Phasenkontrastmikroskopie erwies sich bei diesem Verfahren als hin¬reichend robust, um C. burnetii-infizierte und nicht infizierte Zellkulturen sicher von¬einander zu unter¬scheiden.Für die vier Des¬infektions¬mittel Ameisensäure, Kalk¬milch, Natron¬lauge und Formalin wurden durch die lichtmikroskopische Untersuchung jeweils Konzentrationen be¬stimmt, bei denen Schädigungen der BGM-Zellen und damit Be¬einträchtigungen der Methode zur Bestimmung der C. burnetii-Lebendkeimzahl aus¬ge¬schlossen sind. Insgesamt erwies sich Formalin als das Des¬infektionsmittel mit dem höchsten zyto¬toxischen Potential. Erst ab einer Kon¬zentration von 0,0005 % Formalin waren keine morpho¬lo¬gischen Veränderungen der BGM-Zellen mehr nach¬weisbar, während Ameisensäure, Kalk¬milch und Natron¬lauge bereits ab Kon¬zen¬tra¬tionen von 0,004 %, 0,007 % bzw. 0,004 % von den BGM-Zellen toleriert wurden. Zudem hatten die Desinfektionsmittel in diesen Konzentrationen keinen Ein¬fluss auf die C. burnetii-Lebendkeimzahl. Die Zugabe von L Histidin konnte die Zytotoxizität des Formalins nicht reduzieren, vielmehr wirkte L Histidin sogar selbst toxisch auf die BGM-Zellen. In weiteren Versuchen wurde die desinfizierende Wirkung von 4 % Ameisen¬säure, 1,9 % Kalk¬milch, 2 % Natronlauge und 6 % Formalin auf die C. burnetii-Prüf¬suspen¬sion bei einer Einwirk¬temperatur von 10 °C und einer Einwirkdauer von 24 Stunden in einem Suspensions¬versuch untersucht. Um Keimreduktionen um mindestens den Faktor 105 erfassen zu können, wurden die Desinfektionsmittel am Ende der Einwirkzeit durch Zentrifugation aus den Testansätzen entfernt, bevor diese auf die BGM-Zellen inokuliert wurden. Die mittlere Lebend¬keimzahl der C. burnetii-Stamm¬suspen¬sion war mit 3,0 x 109 KID50/ml ausreichend hoch, um sie zur Wirksam¬keits¬prüfung von Des¬infektions¬mitteln einzusetzen. Ameisensäure reduzierte selbst unter Eiweißbelastung die C. burnetii-Lebend¬keimzahl der Prüf¬sus¬pen¬sion in den zwei voneinander un¬abhängigen Versuchen um mehr als 5 log10-Stufen. Kalk¬milch und Formalin erreichten diesen Reduktionsfaktor nur unter Eiwei߬belastung. Die Natron¬lauge wies den geforderten Reduktionsfaktor jeweils nur in einem der beiden Versuche auf.In weiteren Versuchsreihen wurde das Protokoll für Keimträgerversuche an Bodenmatrizes entwickelt, wobei die Standardböden Sand, Löß und Lehm verwendet wurden. 50 ml-Zentrifugenröhrchen aus Polypropylen-Copolymer waren als Reaktionsgefäße zur Modellierung der Bodendesinfektion am besten geeignet. Günstig war es ferner, die Bodenproben vor dem Ansetzen der Reaktionen mit 20 % ihrer maximalen Wasserbindungskapazität zu rehydrieren, da sich hierbei die dann später sukzessive aufge¬tragenen Inokula an C. burnetii-Prüfsuspension und Des¬infektions¬mittel¬lösung in der Bodenprobe gut vermischten. In dem etablierten Modell waren die getesteten Desinfektionsmittel unter praxisorientierten Bedingun¬gen (24 h Einwirkzeit, 10 °C Temperatur, Eiweißbelastung) unterschiedlich wirksam. Die 2 %ige Na¬tron¬¬lauge reduzierte die C. burnetii-Lebend¬keim¬zahl auf allen drei Bodentypen in drei voneinander un¬ab¬hängigen Versuchen um mindestens den Faktor 104. Die 6 %ige Formalin¬lösung erreichte diesen Reduktionsfaktor bei Sand und Lehm in drei Ver¬suchen und die 4 %ige Ameisensäure bei Sand. In einzelnen Testansätzen waren allderdings noch kulturinfektiöse C. burnetii-Keime nachweisbar. Außerdem blieb die mit 1,9 %iger Kalkmilch erzielte Keimreduktion vor allem bei Löß und Lehm unter dem kritischen Reduktions¬faktor von 104.Die Untersuchungen belegen, dass eine chemische De¬kontamination von C. burnetii-belasteten Bodenmatrizes möglich ist, und erlauben es, wissen¬schaftlich fundierte Empfehlungen für die Desinfektionspraxis abzuleiten. Somit steht nunmehr ein valides Modell zur Verfügung, um in zukünftigen Studien auch alternative Des¬infektions¬verfahren (Wärme, UV-Einstrahlung, Ultraschall) sowie die unterschiedliche Tenazität der verschiedenen C. burnetii-Varianten ( small cell variants und large cell variants ) zu untersuchen und in ihrer Bedeutung für das Q-Fieber-Risiko bewerten zu können.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler