Titelaufnahme

Titel
Facultative and obligate anaerobic pathogens in the biofilm of voice prostheses / submitted by Kristina Bertl
VerfasserBertl, Kristina
Begutachter / BegutachterinSchneider-Stickler, Berit
Erschienen2014
Umfang103 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Biofilm / Parodontitis / Stimmprothese / Laryngektomie / Anaerobier
Schlagwörter (EN)biofilm / periodontitis / voice prosthesis / laryngectomy / anaerobic pathogens
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-2452 Persistent Identifier (URN)
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Facultative and obligate anaerobic pathogens in the biofilm of voice prostheses [22.4 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Hintergrund: Kehlkopfkrebs im Spätstadium mündet häufig in kompletter Laryngektomie. Dies bedarf nachfolgend einer Stimmrehabilitation, zum Beispiel durch Stimmprothesen. Biofilmbildung auf der Oberfläche von Stimmprothesen stellt ein wesentliches Problem dar. Sie führt zu Undichtheit, eingeschränkter Stimmbildung und Aspiration. Obwohl Kehlkopfkrebspatienten eine hohe Prävalenz an Parodontitis aufweisen, wurden orale anaerobe Keime bislang nicht als Bestandteil des Biofilms auf Stimmprothesen untersucht.

Methodik: In einer Pilotstudie wurde der Biofilm von 15 Stimmprothesen mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR)-basierter Technik auf fakultativ und obligat anaerobe Keime getestet. Anschließend wurden 18 weitere Stimmprothesen mit der gleichen Methodik analysiert und mit der oralen Keimbesiedelung und dem Parodontalstatus der laryngektomierten Patienten verglichen. Zuletzt wurden Anzahl und Position der am häufigsten detektierten Pathogene durch Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) und konfokaler Lasermikroskopie (CLSM) bestimmt.

Resultate: In 25 von 33 Stimmprothesen wurden fakultativ und obligat anaerobe Keime im Biofilm mittels PCR detektiert. Des Weiteren zeigte sich eine Übereinstimmung der Biofilmkomponenten der Mundhöhle und der Stimmprothesen. Alle laryngektomierte Patienten wiesen die Notwendigkeit einer Parodontalbehandlung auf. Anhand der Analyse mittels FISH konnte jedoch nur eine geringe Menge vereinzelter Bakterien bestätigt werden.

Lediglich F.nucleatum wurde in Mikrokolonien detektiert, aber nur an der Oberfläche eines bereits etablierten Biofilms.

Schlussfolgerung: Fakultativ und obligat anaerobe Keime aus der Mundhöhle sind im Biofilm auf Stimmprothesen vorhanden und stimmen mit der oralen Keimbesiedelung der Patienten überein. Zumeist waren sie jedoch nur als singuläre Zellen aufzufinden. Nur F.nucleatum bildete Mikrokolonien, jedoch nur an der Oberfläche bereits etablierter Biofilme. Dies lässt keine entscheidende Rolle dieser Keime in der Biofilmbildung auf Stimmprothesen vermuten. Nichtsdestotrotz bedarf die hohe Prävalenz an Parodontitis, die einen möglichen Risikofaktor für Tumorentstehung darstellt, in der Nachsorge von Krebspatienten einer Verbesserung der Zusammenarbeit mit dem zahnärztlichen Berufsstand.

Zusammenfassung (Englisch)

Background: Laryngeal cancer diagnosed at a late stage is often treated by total laryngectomy. This requires subsequent voice rehabilitation, the gold standard for which is the implementation of voice prostheses. One major reason for the failure of voice prostheses is biofilm formation on their surfaces, causing leakage, impeded speech formation, and aspiration. Although patients with laryngeal cancer present a high prevalence of periodontitis, oral anaerobic pathogens have not thus far been investigated as an integral part of this biofilm.

Methods: In a pilot trial, the biofilm of 15 voice prostheses was examined for the presence of facultative and obligate anaerobic pathogens by a polymerase chain-reaction (PCR)-based hybridization method. In a second approach, the biofilm of another 18 voice prostheses was analysed by the same method, and associations with oral colonisation and periodontal health status were assessed. Finally, the amounts and positions of the pathogens detected most often were investigated by fluorescence in situ hybridization (FISH) and confocal laser scanning microscopy (CLSM).

Results: In 25 of 33 voice prostheses, facultative and obligate anaerobic oral pathogens were determined in the biofilm by PCR. Further, a high level of agreement between biofilm components of the oral cavity and those of the voice prostheses was detected, and 100% of the laryngectomized patients presented the necessity for periodontal treatment. However, analysis by FISH presented a generally low amount of these bacteria. Only F. nucleatum was detected by FISH in micro-colonies, but CLSM revealed those micro-colonies only at the outermost parts of already established biofilms.

Conclusions: Facultative and obligate anaerobic pathogens of the oral cavity are present in the biofilm on voice prostheses of laryngectomized patients, in agreement with the individual patient's colonisation.

However, the pathogens were mainly incorporated into the biofilm as single cells. Only F. nucleatum was able to reside in micro-colonies, but only at the outermost parts of already established biofilms. This suggests the absence of a significant role for these pathogens in biofilm formation on voice prostheses. However, the high prevalence of periodontal disease, which is regarded as a risk factor for tumour development, requires improved collaboration with dental health professionals in the aftercare of cancer patients.