Handchir Mikrochir Plast Chir 2019; 51(02): 130-138
DOI: 10.1055/a-0584-7488
Originalarbeit
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Visualisierung von Bakterien auf Verbrennungswunden und Spalthauttransplantaten nach der MEEK/MESH-Technik – Eine Pilotstudie mit ersten Erfahrungen der klinischen Wundbeurteilung durch Autofluoreszenz

Imaging of bacteria in burn wounds treated with split-thicknessgrafts in MEEK/MESH technique: a pilot study with first experiences in clinical wound evaluation with autofluorescence
Seyed Arash Alawi
Medizinische Hochschule Hannover, Klinik für Plastische, Ästhetische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Replantationszentrum Niedersachsen, Schwerbrandverletztenzentrum Niedersachsen
,
Anne Limbourg
Medizinische Hochschule Hannover, Klinik für Plastische, Ästhetische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Replantationszentrum Niedersachsen, Schwerbrandverletztenzentrum Niedersachsen
,
Sarah Strauss
Medizinische Hochschule Hannover, Klinik für Plastische, Ästhetische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Replantationszentrum Niedersachsen, Schwerbrandverletztenzentrum Niedersachsen
,
Peter M. Vogt
Medizinische Hochschule Hannover, Klinik für Plastische, Ästhetische, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Replantationszentrum Niedersachsen, Schwerbrandverletztenzentrum Niedersachsen
› Author Affiliations
Further Information

Publication History

30 December 2017

23 February 2018

Publication Date:
12 February 2019 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund Tiefgradige Verbrennungen bedürfen eines frühzeitigen Débridements und der Transplantation von Haut nach der MEEK/MESH-Technik oder weitere rekonstruktive Operationen. Infektionen von Verbrennungswunden oder transplantierten Arealen limitieren den chirurgischen Erfolg und erhöhen die Mortalität. Spalthauttransplantate nach der MEEK-Technik werden mit Textilien als Träger transplantiert und ähnlich der MESH-Technik mit einem Schaumstoff-Überknüpfer fixiert. Die Auflage dieser Fremdmaterialien wird in der Regel fünf Tage belassen. Dieses Fremdmaterial könnte jedoch potentiell eine Brutstätte für Bakterien und Erreger darstellen. Eine Identifikation von drohenden Infektionen und die frühzeitige Identifizierung einer erhöhten Bakterienlast bei Verbrennungswunden durch die Darstellung mittels der Autofluoreszenz (AF) sind hilfreich, um Wunden adäquat zu beurteilen und Hauttransplantate zu sichern.

Material und Methoden Zur Charakterisierung von Verbrennungswunden, die mit Spalthaut nach der MEEK/MESH Technik gedeckt wurden und mit Schaumstoff-Überknüpfer behandelt wurden, erfolgte die Darstellung der Erregerlast mittels MolecuLight i:X™. Es erfolgte zusätzlich die Bildgebung mittels einer Digitalkamera und die Bestimmung der Erreger mit mikrobiologischen Abstrichen. Mit dieser Pilotstudie wird die Besiedlung von Fremdmaterialien auf Verbrennungswunden sowie die diagnostische Wertigkeit der Autofluoreszenz im Vergleich zur klinischen Wundbeurteilung bei Verbrennungswunden geprüft.

Ergebnisse Wir untersuchten Verbrennungswunden (n = 14) von drei intensivmedizinischen Patienten. Es erfolgte die Unterteilung in insgesamt 53 Wundareale. Die MolecuLight i:X™ Kamera zeigte eine starke Besiedlung der transplantierten Areale und Fremdmaterialien, korrespondierend zu den mikrobiologischen Befunden. Die MEEK-Transplantationen heilten zu 90 % im Vergleich zu MESH-transplantierten Arealen mit etwa 60 % ein. Es zeigte sich ein positiv prädiktiver Wert von 81,8 % der AF. Der negativ prädiktive Wert betrug 90,3 % bei einer Sensitivität von 86,7 % und einer Spezifität von 87,5 %.

Schlussfolgerung Die Dauer des Belassens von Fremdmaterial sollte auf die kürzeste Zeit begrenzt werden.Die Darstellung der Erregerlast mittels AF zeigt eine starke Besiedlung sowohl bei der MEEK-Technik mit der Seidenschicht als auch bei der MESH-Technik mit dem Schaumstoff-Überknüpfer. Die real-time Darstellung der Verbrennungswunden mittels AF kann durch die hohe Sensitivität und Spezifität eine gezielte Intervention an der Verbrennungsoberfläche ermöglichen.

Abstract

Background Partial and full thickness burns require surgical treatment, such as early débridement and skin transplantation in MEEK/MESH technique or further reconstructive surgery. Infections of burns or transplanted areas limit surgical success and increase patient mortality. For split-thickness grafts in MEEK technique a superficial silk is applied as a protective on-top dressing, whereas in MESH technique fatty gauze and foam are used as standard protective covers over five to seven days. However, wound occlusion by both materials provides the soil for growth of microorganisms. The timely identification of impending infections is necessary to initiate early removal in order to safe and preserve skin grafts. Early identification of infections and removal of foreign material should therefore be attempted.

Material and methods Burn wounds treated with split-thickness skin grafts processed by MEEK/MESH technique and covered with silk or foam overlayers were analyzed for signs of bacterial infection using the MolecuLight i:X™ device. In addition, swaps for microbiological analysis where taken from fluorescent areas and correlated with florescent image results.

Results We examined burn wounds (n = 14) of three different intensive care patients. The MolecuLight i:X™ camera showed a strong colonization of the transplanted areas and foreign materials, that were in line with microbiological analysis findings. The representation of the excitation load showed high values in the foreign materials. The take rate of MEEK-transplants was 90 % compared to MESH-transplanted with about 60 %. The positive predictive value was 81.8 % for detection of a wound infection with autofluorescence. The negative predictive value was 90.3 % with a sensitivity of 86.7 % and a specificity of 87.5 %.

Conclusion The representation of the fluorescence exciter load shows high concentrations of pathogens both in the MEEK silk layer as well as in foam linkers. Overall split-thickness grafts according to the MEEK technique showed a higher healing rate compared to MESH technique. Screening of burns wounds with autofluorescence imaging can be helpful for an additive wound assessment. Split-thickness graft covers should be applied only for a minimum time period required to ensure stable grafting.

 
  • Literatur

  • 1 Robson MC. Bacterial control in the burn wound. Clin Plast Surg 1979; 6: 515-22
  • 2 Heggers JP, Robson MC. Infection control in burn patients. Clin Plast Surg 1986; 13: 39-47
  • 3 Oryan A, Alemzadeh E, Moshiri A. Burn wound healing: present concepts, treatment strategies and future directions. J Wound Care 2017; 26: 5-19
  • 4 Steinstrasser L. et al. Typical bacteria in an intensive care burn unit in severely burned patients and their importance with regard to mortality: retrospective study 1995–2004. Handchir Mikrochir Plast Chir 2007; 39: 338-44
  • 5 Jull AB. et al. Honey as a topical treatment for wounds. Cochrane Database Syst Rev 2015; Cd005083
  • 6 Singer AJ. et al. Early versus Delayed Excision and Grafting of Full-Thickness Burns in a Porcine Model: A Randomized Study. Plast Reconstr Surg 2016; 137: 972e-9e
  • 7 Behr B. et al. New concepts in local burn wound therapy. Handchir Mikrochir Plast Chir 2008; 40: 361-6
  • 8 Schaffer CJ, Nanney LB. Cell biology of wound healing. Int Rev Cytol 1996; 169: 151-81
  • 9 Stremitzer S, Wild T, Hoelzenbein T. How precise is the evaluation of chronic wounds by health care professionals?. Int Wound J 2007; 4: 156-61
  • 10 Edwards R, Harding KG. Bacteria and wound healing. Curr Opin Infect Dis 2004; 17: 91-6
  • 11 Kuck M. et al. Evaluation of optical coherence tomography as a non-invasive diagnostic tool in cutaneous wound healing. Skin Res Technol 2014; 20: 1-7
  • 12 Limbourg A. et al. Analysis of Critically Perfused Tissues by Laser Speckle Contrast Analysis (LASCA) Perfusion Imaging. Handchir Mikrochir Plast Chir 2016; 48: 354-362
  • 13 Wahrlich C. et al. Assessment of a scoring system for Basal Cell Carcinoma with multi-beam optical coherence tomography. J Eur Acad Dermatol Venereol 2015; 29: 1562-9
  • 14 Alawi SA. et al. Optical coherence tomography for presurgical margin assessment of non-melanoma skin cancer – a practical approach. Exp Dermatol 2013; 22: 547-51
  • 15 Norbury W. et al. Infection in Burns. Surg Infect (Larchmt) 2016; 17: 250-5
  • 16 Appelgren P. et al. A prospective study of infections in burn patients. Burns 2002; 28: 39-46
  • 17 Shirani KZ, Pruitt Jr BA, Mason Jr AD. The influence of inhalation injury and pneumonia on burn mortality. Ann Surg 1987; 205: 82-7
  • 18 Giunta RE, Kamolz LP, Mailander P. Management of burn injuries. Handchir Mikrochir Plast Chir 2007; 39: 301
  • 19 Meek CP. Microdermagrafting: The Meek Technic. Hosp Top 1965; 43: 114-6
  • 20 Wilder D, Rennekampff HO. Debridement of burn wounds: rationale and options. Handchir Mikrochir Plast Chir 2007; 39: 302-7
  • 21 Wu YC. et al. Handheld fluorescence imaging device detects subclinical wound infection in an asymptomatic patient with chronic diabetic foot ulcer: a case report. Int Wound J 2016; 13: 449-53
  • 22 Ottolino-Perry K. et al. Improved detection of clinically relevant wound bacteria using autofluorescence image-guided sampling in diabetic foot ulcers. DOI: LID-10.1111/iwj.12717. (1742–481X (Electronic))
  • 23 DaCosta RS. et al. Point-of-care autofluorescence imaging for real-time sampling and treatment guidance of bioburden in chronic wounds: first-in-human results. PLoS One 2015; 10: e0116623
  • 24 Wu YC. et al. Autofluorescence imaging device for real-time detection and tracking of pathogenic bacteria in a mouse skin wound model: preclinical feasibility studies. J Biomed Opt 2014; 19: 085002
  • 25 Rathnakar B. et al. Laser-induced autofluorescence-based objective evaluation of burn tissue repair in mice. Lasers Med Sci. 2017
  • 26 Keenan JB. et al. Real-Time Autofluorescence Imaging to Diagnose LVAD Driveline Infections. Ann Thorac Surg 2017; 103: e493-e495
  • 27 Bowler PG, Duerden BI, Armstrong DG. Wound microbiology and associated approaches to wound management. Clin Microbiol Rev 2001; 14: 244-69
  • 28 Langer S. et al. Importance of microcirculation in plastic surgery. Handchir Mikrochir Plast Chir 2004; 36: 197-204
  • 29 Xu L. et al. Bacterial load predicts healing rate in neuropathic diabetic foot ulcers. Diabetes Care 2007; 30: 378-80