Чутливість резистентних до антибіотиків клінічних штамів стафілококів і ентерококів до продуктів біодеградації магнієвого сплаву МЛ-10

Abstract

Однією з найактуальніших проблем сьогодення є розвиток інфекційних ускладнень після надання хірургічної медичної допомоги, питому вагу яких складають післяопераційні ранові інфекції, що виникають внаслідок використання металевих медичних сплавів. Зокрема, одна з причин розвитку нозокоміальної інфекції у хворих ортопедичних і травматологічних стаціонарів — це використання металевих пристроїв внутрішньої фіксації в разі проведення остеосинтезу. За даними авторів, етіофактором екзогенних остеомієлітів у 30–61 % випадків є коагулазопозитивні стафілококи, у 33 % — коагулазонегативні, у 19 % — представники роду Enterococcus [1, 2]. W. Zimmerli та P. Sendi [2] показали, що штами Staphylococcus aureus, які виділяють у хворих на остеомієліт, експресують різноманітні адгезини, що спричиняють розвиток інфекційного процесу. Зокрема, білки-адгезини FnBPA та FnBPB, які забезпечують прилипання стафілококів до фібронектину кісткової матриці та поверхні імплантатів, вкритих плазматичними білками [3]. 38– 56 % ізолятів S. aureus, повʼязаних із кістковою інфекцією, експресують колаген-звʼязувальний адгезин (Cna), який у сукупності з кістковим сіалопротеїновим звʼязувальним білком (Bbp) взаємодіє з кістковим сіалопротеїном (BSP), найважливішим компонентом кісткового позаклітинного матриксу [4]. Утворення адгезинів стафілококами забезпечує формування ними біоплівки, що знижує життєздатність остеобластів, репарацію кісткової тканини та спричинює розвиток запального процесу [5]. Не менш важливе значення відіграють стафілококи й ентерококи в розвитку стернальної інфекції в кардіохірургічній практиці. Серед етіологічних чинників необхідно зазначити використання для ушивання та фіксації грудини металевих дротяних швів, виготовлених із медичних сплавів [6]. Поломання, руйнування та прорізування дротяних ниток супроводжується приєднанням до ранової поверхні відомих інфекційних агентів. За даними літератури, від пацієнтів зі стернальною інфекцією в 43–64 % випадків виділяють коагулазонегативні види стафілококів, у 26 % — золотистий стафілокок [7, 8]. Infection complication as a result of metal alloys usage in surgery is a challenging problem in medical practice. The main infectious agents are staphylococci and enterococci, which have numerous pathogenic factors, including the ability to form biofilms on the implant surface. Objective: to study the antibacterial effect of magnesium alloy ML-10 as for antibiotic resistant strains of staphylococci and enterococci in order to substantiate the feasibility of its application in the surgical practice for implants facilitating the prevention of nosocomial infections. Methods: ML-10 magnesium alloy extract was used, as well as antibiotic resistant clinical strains of staphylococci and enterococci obtained from the wounds of patients with infection complications. During 120 hours’ incubation of the extract with bacteria, its antimicrobial activity was studied. Results: it was found that antibiotic resistant clinical strains of staphylococci and enterococci are sensitive to the products of the magnesium alloy ML- 10 biodegradation. In the process of the alloy biodegradation the formation of corrosion products occurred, which caused an increase pH of the medium from 7.2 up to 9.3. There was a significant decrease in the extract of the genera Staphylococcus and Enterococcus with an incubation time of 120 hours of thermostating. A decrease in the growth of the number of colonies on Mueller-Hinton agar was recorded after daily seeding from the extract. Conclusions: products of magnesium alloy ML- 10 biodegradation have antimicrobial effect on antibiotic resistant clinical strains of genera Staphylococcus and Enterococcus, which renders feasible the use of this metal for implants that facilitate the prevention of nosocomial infections. Развитие инфекции при использовании в хирургии сплавов металлов является актуальной проблемой медицины. Основными возбудителями являются представители родов Staphylococcus и Enterococcus, обладающие многочисленными факторами патогенности, в т. ч. способностью к образованию биопленок на поверхности имплантатов. Цель: изучение антибактериальных свойств магниевого сплава МЛ-10 по отношению к антибиотикорезистентным штаммам стафилококков и энтерококков для обоснования возможности его применения в хирургической практике. Методы: использован экстракт магниевого сплава МЛ-10 и антибиотикорезистентные клинические штаммы стафилококков и энтерококков, выделенные из ран больных с инфекционными послеоперационными осложнениями. В течение 120-часовой инкубации экстракта с бактериями изучали его противомикробную активность. Результаты: установлено, что резистентные к антибиотикам клинические штаммы стафилококков и энтерококков чувствительны к продуктам биодеградации магниевого сплава МЛ-10. В процессе биоразложения сплава происходило образование продуктов коррозии, сопровождающееся повышением рН среды с 7,2 до 9,3. Обнаружено значительное уменьшение в экстракте представителей родов Staphylococcus и Enterococcus со временем инкубации в течение 120 ч. Зафиксировано снижение роста количества колоний на агаре Мюллера–Хинтона после ежедневного высева из экстракта. Выводы: продукты биодеградации магниевого сплава МЛ-10 обладают противомикробной активностью по отношению к антибиотикорезистентным клиническим штаммам рода Staphylococcus и Enterococcus, что делает перспективным использование этого металла для изготовления имплантатов, способствующих профилактике нозокомиальных инфекций.