Diabetes mellitus ist ein entscheidender Risikofaktor in der Entstehung chronischer Wunden. Hyperglykämien, oxidativer Stress und Mikro- sowie Makroangiopathien führen zu einer pathologisch veränderten Wundheilung. Erhöhte Konzentrationen pro- inflammatorischer Zytokine, neutrophiler Granulozyten, Matrix-Metalloproteasen (MMPs) und geringere Expression von Wachstumsfaktoren resultieren in einem persistierenden Inflammationszustand mit Beeinträchtigung aller Phasen der Wundheilung. Eine offene Wunde begünstigt die bakterielle Besiedlung mit Entwicklung eines polymikrobiellen Biofilms und möglicher Entstehung einer chronischen Wunde. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, herauszufinden, ob die Lokaltherapie mit Polyvinylpyrrolidon-Iod (PVP-I) und liposomalem Polyvinylpyrrolidon-Iod-Hydrogel (PVP-ILH) zu einer Biofilmreduktion in diabetischen Wunden führt. Außerdem soll untersucht werden, welchen Einfluss beide Antiseptika auf die diabetische Wundheilung, insbesondere Gewichtsveränderung, Wundgröße, Neoangiogenese (CD31), Gewebeinflammation (CD45), Wundkontraktion (Smooth Muscle Actin α (α-SMA) und Remodeling (MMP-9) sowie durch Bestimmung von Interleukin-1α (IL-1α) im murinen Serum auf die systemische Inflammation haben. Dazu wurden Untersuchungen an einem Staphylococcus aureus – Biofilm im in – vivo – Rückenhautkammermodell der diabetischen Maus (BKS.Cg-Dock7m +/+ Leprdb (Db/Db)) nach lokaler Wundtherapie mit PVP-I oder PVP-ILH durchgeführt. PVP-I und PVP-ILH bewirkten keine signifikante Reduktion von Biofilmen. Jedoch war eine reduzierte bakterielle Aktivität in oberflächlicher und tiefere Muskelschicht nach PVP- ILH-Therapie zu beobachten, während nach PVP-I-Therapie weiterhin Biofilme in allen Schichten nachweisbar waren. PVP-ILH und PVP-I zeigten keinen signifikanten Einfluss auf die Wundgrößenreduktion. Jedoch wurden signifikant geringere Gewichtsverluste nach PVP- ILH-Therapie und eine nicht signifikante Reduktion von Gewichtsverlusten nach PVP-I- Therapie beobachtet. PVP-ILH und PVP-I zeigten keinen signifikanten Einfluss auf Gewebeinflammation oder Wundkontraktion. PVP-ILH demonstrierte die höchste, jedoch nicht signifikante Neoangiogenese (CD31). Weder PVP-I noch PVP-ILH hatten einen Effekt auf das Remodeling (α-SMA) oder die lokale Inflammation (CD45). PVP-I bewirkte jedoch eine signifikante Reduktion der systemischen Inflammation (IL-1α). Die Daten lassen vermuten, dass PVP-I und PVP-ILH zu einer Bakterienreduktion in chronischen Wunden beitragen, obwohl sie in unserer Studie zu keiner signifikanten Biofilmeradikation führten. Die signifikant geringeren Gewichtsverluste in der mit PVP-ILH behandelten Gruppe sowie die signifikant geringere systemische Inflammation in der mit PVP-I behandelten Gruppe verdeutlichen positive Effekte beider Antiseptika in der Lokaltherapie Biofilm-besiedelter chronischer Wunden.:1 Abkürzungsverzeichnis 2 Einführung 2.1 Die Haut des Menschen 2.1.1 Aufbau der Haut 2.1.1.1 Epidermis 2.1.1.2 Dermis 2.1.1.3 Subkutis 2.2 Die Haut der Maus 2.2.1 Aufbau und Vergleich der Haut von Mensch und Maus 2.3 Grundlagen der humanen Wundheilung 2.3.1 Physiologische Wundheilung 2.3.1.1 Inflammationsphase 2.3.1.2 Proliferationsphase 2.3.1.3 Remodeling 2.3.2 Diabetische Wundheilung 2.3.2.1 Chronische Wunden 2.4 Biofilme 2.4.1 Entstehung eines Biofilms 2.4.2 Herausforderungen durch Biofilm-Besiedlung 2.5 Behandlung Biofilm-besiedelter, chronischer Wunden 2.5.1 Topische Antiseptika zur Behandlung Biofilm-besiedelter chronischer Wunden 2.5.1.1 Polyvinylpyrrolidon-Iod(PVP-Iod) 2.5.1.2 LiposomalesPolyvinylpyrrolidon-Iod-Hydrogel(PVP-ILH) 2.6 Überblick translationaler Mausmodelle der Wundheilung 2.6.1 Das Rückenhautkammermodell (RHK) 2.6.2 Leipziger Rückenhautkammer und Modifikation für diabetische Mäuse 2.6.3 Vorversuche mit dem Leipziger Rückenhautkammermodell 3 Aufgabenstellung 4 Materialien und Methoden 4.1 Materialien 4.1.1 Chemikalien 4.1.2 Medikamente 4.1.3 Antikörper für die Immunhistochemie 4.1.4 Verwendetes ELISA-Kit zur Serum-ELISA 4.1.5 Geräte und sonstige Materialien 4.1.6 Programme 4.1.7 Versuchstiere 4.2 Methoden 4.2.1 Studienaufbau 4.2.2 Implantation der Rückenhautkammer (RHK) 4.2.3 Intravital-Mikroskopie 4.2.4 Histologie 4.2.4.1 EinbettungundSchnittederGewebeproben 4.2.4.2 Hämatoxylin-Eisen-Färbung(HE-Färbung) 4.2.5 Immunhistochemie 4.2.6 Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) 4.2.7 ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) 4.2.8 Wundgrößenmessung 4.2.9 Auswertung der Immunhistochemie 4.2.10 Randomisierung der Versuchsgruppen mittels Random Group Generator 4.3 Statistische Auswertung 5 Ergebnisse 5.1 In – vivo - Ergebnisse 5.1.1 Gewichtsverlauf 5.1.2 Blutzuckerkontrollen 5.1.3 Wundgrößenmessungen 5.2 In – vitro - Ergebnisse 5.2.1 Histologie mit HE-Färbung 5.2.2 Immunhistochemie 5.2.3 FISH - Analyse 5.2.4 Serum-ELISA 6 Diskussion 6.1 Blutzuckerspiegel der Versuchstiere 6.2 Gewichtsverlust während des Versuchszeitraums 6.3 Einfluss von PVP-I und PVP-ILH auf die Wundgrößenreduktion 6.4 Einfluss von PVP-I und PVP- ILH auf die Gewebeinflammation (CD45) 6.5 Effekt von PVP-I und PVP- ILH auf die Neoangiogenese (CD31) 6.6 Einfluss von PVP-I und PVP-ILH auf den EZM- und Kollagenabbau (MMP-9) 6.7 Effekt von PVP-I- und PVP-ILH auf die Fibrogenese (α-SMA) 6.8 Einfluss der topischen PVP-I- und PVP-ILH-Behandlung auf die IL - 1α – Konzentration im murinen Serum 6.9 Effekt von PVP-I und PVP-ILH auf die Biofilmeradikation 6.10 Mögliche klinische Bedeutung der Ergebnisse für die diabetische Wundheilung 7 Zusammenfassung 8 Literatur 9 Anlagen 9.1 Abbildungsverzeichnis 9.2 Tabellenverzeichnis 9.3 Lebenslauf 9.4 Publikationen 9.5 Danksagung 10 Eigenständigkeitserklärung