IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Бактериальные биопленки на поверхности медицинских изделий из полимеров (катетеров, эндопротезов, дренажных трубок) являются очагом хронического инфекционного процесса. В связи с этим материалы, помещаемые в организм больного, должны обладать не только биоинертностью и оптимальными физико-механическими характеристиками, но и не способствовать адгезии и колонизации микрофлоры с последующим формированием многослойных устойчивых специфических сообществ − биопленок. Активными образователями микроконсорциумов среди клинических штаммов грамположительных микроорганизмов считаются Staphylococcus epidermidis, а также представители грамотрицательной флоры Klebsiellapneumonia[1, 2, 3, 4, 5].

Цель. Изучить и сравнить биопленкообразование госпитальных штаммов Staphylococcus epidermidis и Klebsiellapneumoniа на образцах силикона с исходными и измененными свойствами поверхности.

Материалы и методы. Объектом исследования служили штаммы S. epidermidis и K. pneumonia, выделенные у больных. Питательные среды: мясопептонный агар (МПА), бульон Луреа-Бертани (LB-бульон). Образцы силикона (полидиметилсилоксана): с неизмененными свойствами поверхности, образец №1, импрегнированный аминогруппами, образец №2, модифицированный путем введения в поверхностный слой соединений цинка.

Часть чистой суточной культуры переносили петлей с МПА в LB-бульон, инкубировали сутки, приготавливали суспензию с концентрацией микробных клеток 6х10⁸КОЕ/мл, стандартизированной до 2,0 по McFarland, которую разводили в бульоне 1:100. Полученные инокулюмы инкубировали на образцах силикона(диски диаметром 5 мм)в ячейках стерильной полистироловой панели («Медполимер», Россия). На каждый образец приходилось не менее 3 повторностей. Панель выдерживали во влажной камере при температуре 37 °С 48-96 часов в условиях термостата. По истечении временипланктонные клетки удаляли, образцы промывали, окрашивали 0,1% водным раствором генцианвиолета. Результаты пленкообразования оценивали с помощью оптического микроскопа OlympusBX-60 (Япония).

Результаты и обсуждения. Установлено, что на поверхности необработанного силикона образуются обильные биопленки как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий. K.pneumonia формировали более массивную биопленку, вероятно за счет способности к интенсивному синтезу матриксного компонента. Формирование микроконсорциумов подавлялось на образцах с модифицированными свойствами. Так, на образце №1 тормозилось пленкообразование и K. pneumonia и S. еpidermidis. Более того зарегистрировать адгезию единичных клеток грамотрицательных бактерий удалось только на 4 сутки эксперимента. На поверхности образца №2 так же отмечено снижение способности к образованию биопленок, но клетки S. Еpidermidisрасполагались более разобщено и редко.

Заключение. Результаты, полученные в ходе эксперимента, свидетельствуют о том, что модификация свойств поверхности синтетического силикона способствует снижению биопленкообразования патогенов. Этот эффект, вероятно, достигается путем гидрофилизации и изменения заряда поверхности, а также бактерицидной активностью импрегнируемых соединений. Предупреждение контаминации материала в данном случае происходит на ранних этапах неспецифической адгезии еще до формирования межклеточного матрикса, что можно считать мерой профилактики катерер-ассоциированных инфекций. Данный факт подтверждает перспективность и целесообразность дальнейших исследований в области физико-химических модификаций поверхностных свойств полимеров в медицине.

Библиографический список.

1. Божкова С.А. и др. Способность к формированию биопленок у клинических штаммов aureus и S. epidermidis − ведущих возбудителей ортопедической имплант-ассоциированной инфекции// Клин. микробиол. антимикроб. химиотер. − 2014. − Т. 16, № 2. − С. 149–156.

2. Busscher H.J. et al. Biomaterial-associated infection:locating the finish line in the race for the surface// Science Translational Medicine. 2012. Vol. 4.P. 153rv10.

3. Donlan R.M. Biofilms and device-associated infections// Emerging. InfectiousDiseases. 2001. Vol.7, is. 2. P. 277–281

4. Jiang X., Pace J.L. Microbial Biofilms // Biofilms. Infection and Antimicrobial Therapy; Pace J.L. Rupp M.,Finch R.G., eds. Taylor & Francis Group: Boca Raton,FL, USA. 2006. P. 3-−19.

5. Карпунина Т.И., Якушева Д.Э., Кисельков Д.М., Борисова И. А., Якушев Р.М. Снижение колонизации полидиметилсилоксана Staphylococcus epidermidis// Вестник Пермского университета. Серия: Биология. − 2016. − № 2. − С. 160-165.

Код для цитирования: Скопировать