Incidence and clinical implication of nosocomial infections associated with implantable biomaterials - catheters, ventilator-associated pneumonia, urinary tract infections

GMS Krankenhhyg Interdiszip. 2011;6(1):Doc18. doi: 10.3205/dgkh000175. Epub 2011 Dec 15.

Abstract

Health care associated infections, the fourth leading cause of disease in industrialised countries, are a major health issue. One part of this condition is based on the increasing insertion and implantation of prosthetic medical devices, since presence of a foreign body significantly reduces the number of bacteria required to produce infection. The most significant hospital-acquired infections, based on frequency and potential severity, are those related to procedures e.g. surgical site infections and medical devices, including urinary tract infection in catheterized patients, pneumonia in patients intubated on a ventilator and bacteraemia related to intravascular catheter use. At least half of all cases of nosocomial infections are associated with medical devices.Modern medical and surgical practices have increasingly utilized implantable medical devices of various kinds. Such devices may be utilized only short-time or intermittently, for months, years or permanently. They improve the therapeutic outcome, save human lives and greatly enhance the quality of life of these patients. However, plastic devices are easily colonized with bacteria and fungi, able to be colonized by microorganisms at a rate of 0.5 cm per hour. A thick biofilm is formed within 24 hours on the entire surface of these plastic devices once inoculated even with a small initial number of bacteria.The aim of the present work is to review the current literature on causes, frequency and preventive measures against infections associated with intravascular devices, catheter-related urinary tract infection, ventilator-associated infection, and infections of other implantable medical devices. Raising awareness for infection associated with implanted medical devices, teaching and training skills of staff, and establishment of surveillance systems monitoring device-related infection seem to be the principal strategies used to achieve reduction and prevention of such infections. The intelligent use of suitable antiseptics in combination with medical devices may further support reduction and prevention of such infections. In addition to reducing the adverse clinical outcomes related with these infections, such reduction may substantially decrease the economic burden caused by device-related infection for health care systems.

Nosokomiale Infektionen sind in industrialisierten Ländern heute die vierthäufigste Todesursache und schon allein deshalb eine große Herausforderung. Ein Teil des Problems geht auf die zunehmende Häufigkeit des Einsatzes invasiver Medizinprodukte (MP) zurück, da unter Anwesenheit eines MP eine signifikant geringere Anzahl von Mikroorganismen erforderlich ist, um eine Infektion zu begünstigen. Die häufigsten und häufig folgenschweren nosokomialen Infektionen sind postoperative Wundinfektionen sowie Infektionen im Zusammenhang mit eingesetzten oder implantierten MP wie Katheter-assoziierte Harnwegsinfektionen, Bakteriämien oder Beatmungs-assoziierte Pneumonien. Mindestens die Hälfte, wenn nicht weit mehr, dieser Infektionen sind mit dem Einsatz von MP vergesellschaftet. Moderne medizinische und chirurgische Behandlungsmethoden haben das Erfordernis des Einsatzes implantierbarer MP deutlich gesteigert. Dadurch sind große Fortschritte in den Behandlungsmöglichkeiten, in der Steigerung der Lebensqualität und in der Rettung von Patienten eröffnet worden. Solche MP können nur kurz, intermittierend, oder über Monate und sogar Jahre im Körper verbleiben. Werden sie mit Mikroorganismen kontaminiert, können diese das MP in einer Geschwindigkeit von bis zu 0,5 cm pro Stunde besiedeln. Als Folge können ausgehend von einer geringen initialen Kontaminationszahl schon innerhalb von 24 h dicke Biofilme entstehen, die die gesamte Fläche des MP einnehmen können.

Das Ziel der vorliegenden Übersichtsarbeit ist es, die bestehende Literatur hinsichtlich Ursachen, Häufigkeit, und präventiver Maßnahmen gegen MP-assoziierte Infektionen zu analysieren.

Gesteigerte Bewusstseinsbildung für den Zusammenhang zwischen implantierten MP und Infektionen, Schulung und Übung der Fertigkeiten hinsichtlich Umgang, sowie die Etablierung von Surveillance Systemen, die den Verbrauch und die mit MP vergesellschafteten Infektionen monitieren, scheinen die Eckpfeiler der Prävention MP-assoziierter Infektionen zu sein. Der Einsatz sinnvoll ausgewählter und richtig eingesetzter Antiseptika kann einen zusätzlichen Beitrag zur Reduktion MP-assoziierter Infektionen beitragen. Neben der Reduktion klinischer Nebenwirkungen kann die Reduktion MP-assoziierter Infektionen einen Beitrag zur Steigerung der Lebensqualität und Verbesserung der Behandlungsqualität leisten, aber auch zu signifikanten wirtschaftlichen Einsparungen im Gesundheitssystem beitragen.

Keywords: catheter related blood stream infections; hospital-acquired infections; medical device associated infections; pace maker infections; prevention; prosthetic joint infections; surveillance; urinary tract infections; vascular graft infections; ventilator-associated pneumonia.