The Effect of Vancomycin and Silver Combination on the Duration of Antibacterial Activity of Bone Cement and Methicillin-Resistant Staphylococcus aureusBiofilm Formation

Abstract

Локальная профилактики перипротезной инфекции и лечение инфекционных осложнений после протезирования различных суставов включает применение спейсеров на основе полиметилметакрилата, импрегнированные антимикробными средствами. При этом, вносимые компоненты способны менять характеристики костного цемента и оказывать антимикробное действие различной длительности. Цель исследования - оценить длительность антимикробной активности и влияние на формирование биопленки типовым штаммом S. aureus ATCC 43300 (MRSA) образцов костного цемента, импрегнированного ванкомицином и/или высокодисперсным серебром, стабилизированным поливинилпирролидоном Материалы и методы. Образцы готовили из костного цемента DEPUY CMW 1 GENTAMICIN. Для получения опытных образцов в 40 г сухого вещества смешивали ванкомицином и/или высокодисперсным серебром. Для определения длительности антимикробной активности в отношении Staphylococcus aureus ATCC 43300 (MRSA) готовили стандартные бусины диаметром 9 мм и весом 0,4 грамма. Биопленки окрашивали раствором кристаллического фиолетового, с последующей экстракцией этанолом. Биомассу пленок оценивали по оптической плотности полученных спиртовых экстрактов. Морфологию и элементный состав материала исследовали методами сканирующей электронной микроскопии. Результаты. Контрольные не обладали антимикробной активностью в отношении MRSA ATCC 43300. Опытные образцы, дополнительно содержащие 10 масс.% ванкомицина демонстрировали АМА в течение 9 суток. При внесении в КЦ-гента ВД-Ag регистрировали значительное удлинение времени АМА образцов 3 и 4. Так, при добавлении 2,5 масс.% ВД-Ag длительность АМА составила 21 сутки, а при увеличении до 10 масс.% - 34 суток. Статистически значимых различий между оптической плотностью экстрактов генцианвиолета в стерильной питательной среде и с MRSA не выявлено. В соответствии с представленными данными можно говорить об эффективном противобиопленочном действии костного цемента, импрегнированного антибиотиками и/или высокодисперсным серебром. Заключение. Способность MRSA к адгезии и биопленкообразованию приводит к низкой эффективности лечения за счет устойчивости патогена к антибиотикам и факторам иммунной защиты организма. Применение комбинации ванкомицина с ВД-Ag обеспечило существенное пролонгирование до 34 суток антимикробной активности образцов костного цемента, которая эффективно препятствовала формированию микробных биопленок на его поверхности. Несмотря на то, что условия проведенного эксперимента in vitro не являются тождественными условиям клинического применения антимикробных спейсеров из костного цемента на основе ПММА, полученные нами результаты свидетельствуют о необходимости применять спейсеры с известной продолжительностью антимикробной активности.