Neue Mikroplatten-Sonicatoren zum Aufbrechen hartnäckiger Biofilme

Biofilme – dichte mikrobielle Gemeinschaften, die an Oberflächen haften – gehören zu den größten Herausforderungen in der Mikrobiologie und klinischen Diagnostik. Der neue Mikroplatten-Sonicator UIP400MTP erleichtert die Probenvorbereitung im hohen Durchsatz. Analysen von Peer-Review-Studien zeigen, dass sich Hochleistungs-Ultraschallsysteme wie die Multiwell-Plattenschallgeräte von Hielscher als unverzichtbare Laborwerkzeuge zur Beseitigung dieser hartnäckigen Strukturen auf MBEC™-Platten erweisen und damit genauere antimikrobielle Tests und schnellere Forschungsabläufe ermöglichen.

Ablösung des Biofilms mit Sonikation

Wissenschaftler verlassen sich zunehmend auf die Beschallung von Multiwell-Platten, da Biofilme hundertmal resistenter gegen Antibiotika sein können als frei schwimmende planktonische Bakterien. Dies geht aus zwei großen Studien über Staphylococcus aureus, koagulasenegative Staphylokokken und Staphylococcus saprophyticus Biofilme hervor. Wenn sie in eine Biofilm-Matrix eingebettet sind, weisen diese Mikroben drastisch erhöhte minimale Hemmkonzentrationen (MIC) und minimale bakterizide Konzentrationen (MBC) auf, die oft über den klinisch erreichbaren Medikamentenspiegel hinausgehen.

Eine wirksame Prüfung beginnt jedoch mit einer effizienten, zuverlässigen Ablösung der Biofilmzellen – und das ist der Punkt, an dem sich das UIP400MTP auszeichnet.

Biofilm wird auf den Stiften einer Testplatte kultiviert

Biofilme: Ein versteckter Schutzschild gegen Antibiotika

In beiden zitierten Studien dokumentierten die Forscher einen dramatischen Anstieg der antimikrobiellen Resistenz, wenn Bakterien in Biofilmform getestet wurden:

Die MHK-Werte stiegen im Vergleich zu planktonischen Zellen um das 2- bis 32-fache und manchmal sogar noch mehr.
Bestimmte Isolate wurden von antibiotikaempfindlich zu vollständig resistent, sobald sie sich im Biofilmzustand befanden.
Einige Biofilme benötigten MBC-Werte jenseits der höchsten getesteten Konzentrationen, was ihre extreme Toleranz unterstreicht.

Diese Ergebnisse unterstreichen, warum das Aufbrechen von Biofilmen von entscheidender Bedeutung ist: Die genaue Erstellung von Medikamentenresistenzprofilen hängt davon ab, dass die Zellen aus der schützenden Matrix gelöst werden, damit sie einzeln getestet werden können.

Die Lösung: Der Mikroplatten-Sonicator UIP400MTP

In beiden Studien wurde der Multi-Well-Platten-Sonicator UIP250MTP von Hielscher verwendet, um Biofilme abzulösen, die auf speziellen MBEC™-Stiftdeckelgeräten gewachsen waren. Durch die 5-minütige Beschallung der Multi-Well-Platten wurden die Biofilmzellen erfolgreich in frischem Medium abgelöst, so dass die Forscher MICB und MBCB mit hoher Reproduzierbarkeit messen konnten.

Diese Technik ist weit verbreitet, weil:

1. Es behandelt alle Vertiefungen gleichzeitig und gleichmäßig, was für vergleichende antimikrobielle Tests unerlässlich ist.
2. Akustische Kavitation bricht die extrazelluläre Matrix wirksam auf, ohne Zellen zu zerstören.
3. Es arbeitet nahtlos mit den MBEC-Stiftdeckelplattformen zusammen, die in der Biofilmresistenzforschung verwendet werden.

 
Hauptmerkmale, die Forscher sofort überzeugen werden

• 400 Watt Ultraschallleistung (20 kHz) für eine schnelle und gründliche Ablösung des Biofilms
• Vollständige Parameterkontrolle einschließlich Energiezufuhr (Ws/mL), Amplitude, Temperatur und Zeit
• Eingebauter Wärmetauscher mit Umwälzpumpe, um die Platten während der Beschallung kühl zu halten
• Programmierbare Modi für wiederholbare, automatisierte Arbeitsabläufe
• Gleichmäßige Beschallung über die gesamte Platte. Sehen Sie sich das Video unten an!

Der Gleichmäßigkeitstest bestätigt visuell das homogene Kavitationsfeld, das für eine standardisierte Biofilmzerstörung erforderlich ist. – eine bekannte Herausforderung in Ultraschallbädern mit geringerer Leistung.

Warum dies für Krankenhäuser, Labore und die Entwicklung von Antibiotika von Bedeutung ist

Biofilm-bedingte Infektionen – von Harnwegsinfektionen bis zu katheterassoziierten Blutstrominfektionen – sind notorisch schwer zu behandeln. Die Studien zeigen:

1. Herkömmliche Antibiotika-Tests an planktonischen Zellen unterschätzen die tatsächlichen Resistenzen.
2. Eine qualitativ hochwertige Beschallung ist für die Vorbereitung präziser Biofilmproben von entscheidender Bedeutung.
3. Geräte wie das UIP400MTP helfen, die Lücke zwischen Labortests und klinischer Realität zu schließen.

Da die antimikrobielle Resistenz weiter zunimmt, können Technologien, die die Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit in der Biofilmforschung verbessern, eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung neuer Therapien spielen.

Die beigefügten Studien machen eine Schlussfolgerung unmissverständlich: Biofilmbildende Bakterien erfordern neue Testansätze, und die Beschallung von Multiwell-Platten – speziell mit ultrastarken, gleichmäßig verteilten Ultraschallsystemen wie dem Hielscher UIP400MTP – entwickelt sich schnell zum Goldstandard für die Entfernung von Biofilmen von MBEC-Platten.

Für mikrobiologische Labors, pharmazeutische Entwickler und klinische Forscher sind diese Geräte nicht mehr nur eine Annehmlichkeit – werden sie zu unverzichtbaren Instrumenten für die genaue Messung der tatsächlichen Antibiotikaresistenz von in Biofilmen eingebetteten Krankheitserregern.

 
Hier finden Sie Informationen zum Multiwell-Plattenbeschallungsgerät UIP400MTP!