Pseudomonas, Mykobakterien und Legionellen: Warum HCU-Prozesswasser konsequent kontrolliert werden muss
In diesem Blogartikel zeigen Pseudomonas, Mykobakterien und Legionellen, warum HCU-Prozesswasser konsequent kontrolliert werden muss. Denn kontaminiertes Prozesswasser ist in Krankenhäusern keine Option. Unser Gerät WCD2 setzt genau hier an: Es reinigt und desinfiziert HCU-Prozesswasser mit bor-dotierter Diamantelektroden-Technologie. So hilft WCD2, keimfreies Prozesswasser unter definierten Betriebsbedingungen dauerhaft zu erhalten.
Heater-Cooler Units (HCUs) sind für viele kardiochirurgische Eingriffe unverzichtbar. Sie stellen temperaturkontrolliertes Wasser bereit, das über geschlossene Kreisläufe Wärmetauscher oder Wärmedecken versorgt. Dieses Wasser kommt nicht direkt mit dem Patientenblut in Kontakt. Genau hier liegt jedoch eine wichtige technische Besonderheit: Auch ohne direkten Kontakt kann kontaminiertes Wasser ein Risiko darstellen, wenn Mikroorganismen im Gerät wachsen, Biofilme bilden oder über Aerosole in die Umgebung gelangen. Die FDA (Food & Drug Administration, USA) beschreibt bei wasserbasierten HCUs ausdrücklich das Risiko, dass kontaminierte Flüssigkeit oder daraus entstehende Aerosole über Öffnungen, Entlüftungen oder Abgase in die Umgebung und potenziell in den OP-Bereich gelangen können.[1]
Im Fokus stehen dabei vor allem opportunistische Wasserkeime. Dazu zählen Pseudomonas aeruginosa, nichttuberkulöse Mykobakterien einschließlich Mycobacterium chimaera sowie Legionella pneumophila. Diese Erreger sind keine exotischen Ausnahmefälle. Sie gehören zu den Mikroorganismen, die in technischen Wassersystemen, Biofilmen und feuchten Umgebungen eine besondere Rolle spielen. Die CDC (Centers for Disease Control & Prevention, USA) nennt Pseudomonas aeruginosa, Legionella pneumophila und nichttuberkulöse Mykobakterien, darunter M. chimaera, ausdrücklich als opportunistische Erreger in Gebäudewassersystemen.[2]
Wasser ist im klinischen Umfeld kein passives Medium
Krankenhauswasser erfüllt beim Eintritt in ein Gebäude in der Regel definierte Qualitätsstandards. Das bedeutet aber nicht, dass jedes nachgeschaltete technische System automatisch dauerhaft unproblematisch bleibt. Alter und Design der Installation, Stagnation, Temperaturbereiche, Verlust von Desinfektionswirkung, Toträume und Biofilme können die mikrobielle Situation verändern. Biofilme bestehen aus Mikroorganismen, die an feuchten Oberflächen haften und dort über lange Zeit bestehen bleiben können. Die CDC beschreibt sie als schwer oder teilweise praktisch nicht vollständig entfernbar.
Für HCUs ist das besonders relevant, weil sie Wasser nicht nur speichern, sondern aktiv zirkulieren, erwärmen, kühlen und technisch bewegen. In solchen Systemen reicht es nicht, Wasserqualität nur punktuell zu betrachten. Entscheidend ist eine reproduzierbare Routine, die das gesamte Prozesswasser adressiert.
Pseudomonas aeruginosa: robust, wasserliebend, klinisch relevant
Pseudomonas aeruginosa ist ein Umweltkeim, der häufig in Wasser und Boden vorkommt. Gleichzeitig ist er einer der wichtigsten opportunistischen Krankheitserreger im klinischen Umfeld. Die CDC beschreibt, dass Infektionen mit P. aeruginosa typischerweise im Gesundheitswesen auftreten und Blutbahn, Lunge, Harnwege oder postoperative Bereiche betreffen können.[3] Besonders gefährdet sind Patient:innen mit Beatmung, Kathetern, offenen Wunden, Verbrennungen oder geschwächtem Allgemeinzustand.
Ein zusätzliches Problem ist die Resistenzlage. Die CDC weist darauf hin, dass P. aeruginosa gegen Antibiotika resistent sein kann, einschließlich multiresistenter Varianten, was Infektionen schwerer behandelbar macht.[4]
Für HCU-Prozesswasser bedeutet das: Pseudomonas aeruginosa ist nicht nur ein Laborparameter. Der Keim steht für die größere Frage, ob ein wasserführendes technisches System unter realen Betriebsbedingungen mikrobiologisch stabil bleibt.
Mykobakterien und Mycobacterium chimaera: seltene Fälle, hohe Konsequenz
Nichttuberkulöse Mykobakterien (NTM) kommen in der Umwelt vor, unter anderem in Boden und Wasser. Mycobacterium chimaera gehört zum Mycobacterium-avium-Komplex und wurde im Zusammenhang mit HCUs international besonders relevant. Die CDC berichtete 2016 über invasive M. chimaera-Infektionen nach offenen Herzoperationen, bei denen kontaminierte Heater-Cooler Devices während der extrakorporalen Zirkulation verwendet worden waren.[5]
Das Besondere an M. chimaera ist die Kombination aus Umweltvorkommen, langsamem Wachstum und schwieriger klinischer Erkennbarkeit. Die CDC beschreibt, dass betroffene Patienten teils lange nach der Operation erkrankten. Außerdem wurde als plausibler Übertragungsweg die Aerosolisierung aus kontaminierten Geräten diskutiert, obwohl das HCU-Wasser nicht direkt mit dem Patient:innen-Blut in Kontakt steht.
Auch die FDA bewertet wasserbasierte HCUs in diesem Zusammenhang als relevante Risikotechnologie. Sie beschreibt, dass NTM in Wassertanks wachsen können, dass Wasserbewegung und Luftblasen Aerosole begünstigen können und dass solche Aerosole über Ventilatoren oder Öffnungen in den OP gelangen können.[6]
In Deutschland zeigte eine Untersuchung im Rahmen eines Ausbruchsgeschehens, dass M. chimaera in gebrauchten HCUs aus mehreren Ländern, in neuen HCUs und in der Umgebung eines Herstellungsstandortes nachgewiesen wurde. Die Autor:innen kamen zu dem Schluss, dass zumindest einige Infektionen durch Kontamination von HCUs am Herstellungsort verursacht worden sein könnten.[7]
Der Schluss daraus ist nüchtern: Auch seltene Ereignisse können in der Kardiotechnik hohe Relevanz haben, wenn sie schwer erkennbar, potenziell schwerwiegend und technisch vermeidbar sind.
Legionella pneumophila: Aerosole als zentrales Thema
Legionella pneumophila ist vor allem als Erreger der Legionärskrankheit bekannt, einer schweren Pneumonie. Menschen infizieren sich typischerweise durch das Einatmen von Wassernebel, der Legionellen enthält. Die CDC betont, dass die Erkrankung in der Regel nicht von Mensch zu Mensch übertragen wird, sondern über kontaminierte Aerosole aus Wassersystemen.[8]
Für die Prävention ist daher nicht nur die Wasserqualität selbst entscheidend, sondern auch die Frage, ob ein Gerät oder System Aerosole erzeugen oder verteilen kann. Die CDC nennt Wasser-Management-Programme als zentrale Maßnahme, um Legionellenwachstum und -ausbreitung zu reduzieren.
Bei HCUs ist die wissenschaftliche Lage differenziert. Eine Studie in Pathogens beschreibt, dass HCUs und Heater Units potenziell infektiöse Aerosole mit opportunistischen Erregern wie M. chimaera, anderen NTM, Pseudomonas aeruginosa und Legionella spp. erzeugen können.[9] In dieser Untersuchung wurden Legionellen in 65,7% der untersuchten Geräte nachgewiesen. Die Autor:innen empfehlen deshalb regelmäßige mikrobiologische Überwachung als Vorsichtsprinzip. Gleichzeitig halten sie fest, dass ein konsistenter Nachweis einer Legionellenübertragung aus HCUs im OP-Kontext bislang nicht eindeutig belegt ist.
Das ist genau die Art von Differenzierung, die im klinischen Risikomanagement wichtig ist: Ein Erreger muss nicht in jedem Szenario bereits zu dokumentierten Infektionen geführt haben, um technische Aufmerksamkeit zu verdienen. Entscheidend ist, ob Bedingungen existieren, die Wachstum, Persistenz oder Aerosolbildung ermöglichen.
Warum Routinen wichtiger sind als Einzelmaßnahmen
Die gemeinsame Eigenschaft dieser drei Erregergruppen ist nicht, dass sie gleich gefährlich wären. Sie sind biologisch, klinisch und epidemiologisch unterschiedlich. Gemeinsam ist ihnen aber ihre Relevanz in wasserführenden technischen Systemen. Sie können in Biofilmen persistieren, in feuchten Umgebungen überleben und unter ungünstigen Bedingungen schwer kontrollierbar werden.
Konventionelle HCU-Routinen setzen häufig auf wiederkehrende chemische Desinfektion des Prozesswassers. Das kann wirksam sein, bringt aber praktische Nachteile mit sich: Arbeitszeit, Gerätestillstand, Dokumentationsaufwand, Umgang mit aggressiven Chemikalien und mögliche Materialbelastung. Auf der Startseite beschreiben wir genau diesen operativen Druck: wiederkehrende Reinigungs- und Desinfektionsprozesse mit starken chemischen Wirkstoffen erhöhen Arbeitsaufwand, beeinträchtigen Geräteverfügbarkeit und können langfristig Komponenten belasten.[10]
Der Ansatz von WCD2: HCU-Prozesswasser keimfrei halten
WCD2 verfolgt einen anderen technischen Ansatz: elektrochemische Behandlung des Prozesswassers mittels bor-dotierter Diamantelektroden. Die wissenschaftliche Evidenz dazu stammt unter anderem aus einer Studie des Universitätsklinikums Regensburg. Dort wurden zwischen Dezember 2019 und November 2020 insgesamt 60 mikrobiologische Probenserien aus einem konventionellen HCU untersucht, das mit einer Diamantelektroden-Methode behandelt wurde. Während des Untersuchungszeitraums wurden keine Kontaminationen mit Pseudomonas aeruginosa oder Legionellen nachgewiesen. M. chimaera wurde in einer Probe detektiert; die Quelle wurde dem Probenahmebereich zugeordnet und nach technischer Anpassung nicht erneut nachgewiesen.
Die Studie beschreibt zudem, dass Legionellen in den HCU-Wasserproben unterhalb der technischen Nachweisgrenze von 2 CFU/100 ml lagen und während des gesamten Studienzeitraums keine Pseudomonas-aeruginosa-Kontamination nachgewiesen wurde.[11]
Fazit: Prozesswasserqualität ist ein technisches Sicherheitsmerkmal
Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium chimaera und Legionella pneumophila stehen für drei unterschiedliche mikrobiologische Herausforderungen in wasserführenden Systemen: opportunistische Infektionen, langsam wachsende Umweltmykobakterien und aerosolrelevante Erreger. In HCUs treffen diese Herausforderungen auf ein technisches Umfeld, das für die Herzchirurgie unverzichtbar ist.
Deshalb sollte Prozesswasser nicht als Nebenmedium betrachtet werden, sondern als kontrollbedürftiger Bestandteil der technischen Infrastruktur. Der entscheidende Punkt ist Routine: klare Ausgangsbedingungen, reproduzierbare Behandlung, dokumentierte Abläufe und regelmäßige mikrobiologische Kontrolle.
WCD2 positioniert sich genau in diesem Feld: als automatisiertes System, das HCU-Prozesswasser mit bor-dotierter Diamantelektroden-Technologie behandelt und damit hilft, keimfreies Prozesswasser unter definierten Betriebsbedingungen zu erhalten. Für Kliniken bedeutet das vor allem eines: weniger improvisierte Einzelmaßnahmen, mehr planbare Prozesswasserqualität.
[1]https://www.fda.gov/medical-devices/what-heater-cooler-device/fdas-ongoing-evaluation-and-continued-monitoring-reports-nontuberculous-mycobacteria-infections
[2]https://www.cdc.gov/healthcare-associated-infections/php/toolkit/water-management.html#cdc_generic_section_4-opportunistic-pathogens-of-premise-plumbing
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