Detection of the antibacterial activity of chitosan

Abstract

Using three bacterial strains the antibacterial activity of Chitoskin®, a chitosan-containing wound-dressing, was investigated by determining the viable bacterial cell count in liquid cultures in the absence and presence of Chitoskin®. Results were compared to those obtained for cellulose and silver-laminated cellulose. While the pure cellulose wound-dressing had no impact on the bacterial growth, Chitoskin® and, to an even greater extend, silver-laminated cellulose reduced the viable cell count over 4,5 hrs. Adding a second sample after 2 hrs of incubation resulted in a significantly increased activity of Chitoskin®. In the presence of protein the activity of the silver-laminated cellulose was completely abolished, while that of Chitoskin® continued for at least 3 hrs. Covering bacterial cells on an agar plate with Chitoskin® reversibly inhibited their growth, but did not kill them. Instead, they could be transferred to another sterile agar plate. The results are compatible with the hypothesis that Chitoskin® shows a bacteriostatic activity due to its ability to strongly adsorb the cells. From the theoretical point of view, heavily contaminated wounds would benefit from an early renewal of the wound dressing.Chitosan ist ein polykationisches Chitinderivat, das in schwachen Säuren gelöst einen hemmenden Effekt auf das Wachstum von Bakterien und Pilzen zeigt. Um derartige Effekte auch nachzuweisen, wenn es als Bestandteil von Wundauflagen wie Chitoskin® verwendet wird, wurde ein In-vitro-Test auf antibakterielle Aktivität mit drei Bakterienstämmen durchgeführt. Dazu wurde die Anzahl vermehrungsfähiger Bakterien in einem flüssigen Nährmedium in An- und Abwesenheit von Chitoskin® im Vergleich zu Auflagen aus Cellulose und silberbeschichteter Cellulose über mehrere Stunden verfolgt. Während das Wachstum eines Staphylococcus aureus -Stamms durch reine Cellullose nicht und durch Chitoskin® nur geringfügig beeinträchtigt wurde, zeigte silberbeschichtete Cellulose einen stärkeren Effekt. Erneute Zugabe des jeweiligen Materials nach 2 h erhöhte nur die Wirkung von Chitoskin® deutlich. Gegenüber einem methicillin-resistenten S. aureus (MRSA)-Stamm war die Wirkung aller Wundauflagen deutlich schwächer. Auf das Wachstum eines Pseudomonas aeruginosa -Stamms hatten wiederum die Cellulose keinen, jedoch Chitoskin® und silberbeschichtete Cellulose höhere Aktivitäten. In Anwesenheit von Protein wurde die Wirkung der silberbeschichteten Wundauflage jedoch vollständig aufgehoben, während die von Chitoskin® über mindestens 3 h unbeeinträchtigt blieb. Bakterien auf einer Agarplatte wurden nach Auflage von Chitoskin® im Wachstum gehemmt, jedoch nicht abgetötet, sondern konnten nach Auflegen des Materials auf eine sterile Agarplatte übertragen werden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Chitoskin® Bakterienzellen adsorbiert und dadurch eine bakteriostatische Wirkung ausübt. Bei stärker kolonisierten Wunden könnte daher ein früher Wechsel der Wundauflage eine schnellere Erregerreduktion bewirken und so die Heilung begünstigen