Insbesondere Kinder leiden oft unter Mittelohrentzündungen. Zur Behandlung werden hier oftmals Antibiotika unter dem Risiko zunehmender Antibiotikaresistenzen angewandt. Jetzt haben Forscher ein Gerät für eine alternative Behandlungsmethode entwickelt. Dieses wird in das Ohr eingeführt und erzeugt dort ein Mikroplasma, welches die ursprünglichen Erreger der Mittelohrentzündung abtötet.

Das Forscher-Team der University of Illinois nutzte die Technik des 3D-Drucks um ein Mini-Gerät zu bauen, das Plasma erzeugt, welches Mittelohrentzündungen behandeln kann. Die Ergebnisse einer ersten Studie zu der neuen Behandlungsmethode mit dem „Microplasma-Jet-Array“-Ansatz waren sehr vielversprechend und können im Fachmagazin „npj Biofilms and Microbiomes“ eingesehen werden.

Antibiotikaresistenz als Nachteil

Antibiotika sind bislang das Mittel der Wahl bei Mittelohrentzündungen. Die Forscher sehen dabei jedoch zwei essentielle Probleme: „Erstens sind Antibiotika bei mehr als 30 % der Patienten mit akuten Infektionen unwirksam. Zweitens kann ihr Einsatz zu einer erhöhten Antibiotikaresistenz führen, weil die Bakterien Biofilme bilden – Aggregate, die sich an der Oberfläche des Ohrs festsetzen.“

„Mittelohrentzündungen und die übermäßige Verschreibung von Antibiotika zu deren Behandlung sind große klinische Herausforderungen, die neue Behandlungstechnologien und Lösungen benötigen“, so Professor Dr. Stephen Boppart von der University of Illinois.

Alternativen gesucht

Die Forscher suchten folglich nach Alternativen zu den herkömmlichen Behandlungsmethoden und konzentrierten sich dabei auf das sogenannte Mikroplasma, das für seine Fähigkeiten bekannt ist, unterschiedlichste Krankheitserreger ausschalten zu können. Die Behandlung von Mittelohrentzündungen mittels Plasmatechnologien hatte bislang jedoch niemand in Angriff genommen, so die Studienautorin Jungeun Won von der University of Illinois.

„Biofilme sind sehr dicht, was es für die Antibiotika schwierig macht, einzudringen, daher war unsere Idee, dass wenn wir die Struktur des Biofilms stören könnten, die Penetration der Antibiotika erhöht werden kann“, fügt Professorin Dr, Thanh Huong Nguyen von der University of Illinois noch hinzu.

Mikroplasma gegen Bakterien

Mittels eines 3D-Druckers erschufen die Forscher ein Miniaturgerät zur Erzeugung eines Stroms aus Mikroplasma, um das Bakterium „Pseudomonas aeruginosa“ – welches oft Auslöser von Mittelohrentzündungen ist – auszuschalten. Im Anschluss wurde die antimikrobielle Wirkung des Mikroplasma-Jet-Array im Modell eines Mittelohrs getestet.

Erfolg nach wenigen Minuten

„Wir verwendeten verschiedene Behandlungszeiten und fanden heraus, dass 15 Minuten und länger die Bakterien effektiv inaktivierten”, teilte Won mit. Bei der Untersuchung des Gewebes konnten keine physischen Schäden festgestellt werden.

Eingehendere Untersuchungen notwendig

„Wir denken, dass das Mikroplasma den Biofilm unterbricht, indem es die bakterielle Zellmembran stört”, erklärt Prof. Nguyen. Dies müsse jedoch erst durch weitere Untersuchungen belegt werden.

Auch nutzten die Forscher im Modellversuch das Trommelfell einer Ratte. Das ist rund 30 Prozent dünner als das Trommelfell eines Menschen. Ob die Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind, muss also erst noch geklärt werden. Die Chancen stehen jedoch gut.

Aktuell sind die Forscher dabei ein noch kleineres Gerät in Form eines Ohrstöpsels zu entwickeln, das längere Einwirkungszeiten ermöglichen soll. Der Test der Geräte soll an Tiermodellen mit Biofilmen anderer Erreger stattfinden, die Mittelohrentzündungen auslösen können.

Therapiepotenzial

Die Untersuchungen zeigen, dass Mikroplasma großes Potenzial bei der Behandlung von Mittelohrenzündungen bei einem gleichzeitig niedrigem Risiko von Nebenwirkungen hat. Um funktionelle und strukturelle Gewebeschäden durch die Plasmatechnologie ausschließen zu können, steht den Forschern jedoch noch einiges an Arbeit bevor.