Ключові слова
мультирезистентні бактерії
продукти біодеградації
магнієві сплави
антибактеріальна активність
імплант-асоційовані інфекції
остеомієліт
Як цитувати
Анотація
Резюме. Актуальність. Антибіотикорезистентність мікроорганізмів групи ESKAPE є однією з провідних загроз сучасної медицини, особливо в контексті імплант-асоційованих інфекцій в ортопедії та травматології. Пошук нових біоматеріалів із власними антибактеріальними властивостями є перспективним напрямком профілактики ускладнень. Мета дослідження. Провести порівняльну оцінку антибактеріальної дії продуктів біодеградації сплавів MZZ-P та MZZ-MB щодо мультирезистентних клінічних штамів бактерій групи ESKAPE. Матеріали та методи. Дослідження виконано на мультирезистентних штамах Staphylococcus aureus (MRSA), Enterococcus faecalis (VRE), Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa та Acinetobacter baumannii. Чутливість до антибіотиків визначали за стандартами EUCAST (диско-дифузійний метод, метод серійних розведень). Антимікробну активність продуктів біодеградації сплавів оцінювали за бактеріостатичним і бактерицидним ефектами протягом 72 год інкубації з подальшим висівом на агар Мюллера ― Хінтона. Статистичний аналіз проводили з використанням критерію Вілкоксона. Результати. Встановлено виражену антибактеріальну активність продуктів біодеградації обох сплавів щодо всіх досліджених штамів. Відмічено поступове зниження кількості колоній мікроорганізмів у процесі інкубації, що свідчить про бактерицидну дію. Сплав MZZ-MB продемонстрував статистично значущо вищу ефективність порівняно з MZZ-P (p < 0,05), особливо щодо грамнегативних неферментуючих бактерій. Висновки. Продукти біодеградації сплавів MZZ-P та MZZ-MB мають виражені бактерицидні властивості щодо мультирезистентних збудників групи ESKAPE. Отримані результати обґрунтовують перспективність їх використання як біодеградуючих імплантів для профілактики імплант-асоційованих інфекцій.
Посилання
World Health Organization. Global antimicrobial resistance and use surveillance system (GLASS) report 2023. Geneva: World Health Organization; 2023. doi:10.4060/cc8074en.
Miller WR, Arias CA. ESKAPE pathogens: antimicrobial resistance, epidemiology, clinical impact and therapeutics. Nat Rev Microbiol. 2024;22:598-616. doi:10.1038/s41579-024-01054-w.
Venkateswaran P, Vasudevan S, David H, Shaktivel A, Shanmugam K, Neelakantan P, et al. Revisiting ESKAPE pathogens: virulence, resistance, and combating strategies focusing on quorum sensing. Front Cell Infect Microbiol. 2023;13:1159798. doi:10.3389/fcimb.2023.1159798.
Sarmah P, Das S. Escaping the ESKAPE pathogens: a review on antibiofilm potential and resistance mechanisms. Microb Pathog. 2024;194:106842. doi:10.1016/j.micpath.2024.106842
Zhang T, Wang W, Liu J, Wang L, Tang Y, Wang K. A review on magnesium alloys for biomedical applications. Front Bioeng Biotechnol. 2022;10:953344. doi: 10.3389/fbioe.2022.953344
Walter N, Rupp M, Hierl K, Alt V. Long-term patient-related quality of life after fracture-related infections of the long bones. Bone Joint Res. 2021;10(5):321-329. doi:10.1302/2046-3758.105.BJR-2020-0532.
Koo H, Allan RN, Howlin RP, Stoodley P, Hall-Stoodley L. Targeting microbial biofilms: current and prospective therapeutic strategies. Nat Rev Microbiol. 2017;15(12):740-755. doi: 10.1038/nrmicro.2017.99.
Koenig C, Kuti JL. Evolving resistance landscape in Gram-negative pathogens: an update on β-lactam and β-lactam inhibitor treatment combinations for carbapenem-resistant organisms. Pharmacotherapy: The Journal of Human Pharmacology and Drug Therapy. 2024;44(8):658-674. doi:10.1002/phar.2950.
Li Q, Zhou X, Yang R, Shen X, Li G, Zhang C, et al. Carbapenem-resistant Gram-negative bacteria (CR-GNB) in ICUs: resistance genes, therapeutics, and prevention: a comprehensive review. Front Public Health. 2024;12:1376513. doi:10.3389/fpubh.2024.1376513.
Paudel R, Shrestha E, Chapagain B, Tiwari BR. Carbapenemase-producing Gram-negative bacteria: review of resistance and detection methods. Diagn Microbiol Infect Dis. 2024;110(1):116370. doi:10.1016/j.diagmicrobio.2024.116370..
The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Routine and extended internal quality control for MIC determination and disk diffusion as recommended by EUCAST. Version 15.0. Växjö (Sweden): EUCAST; 2025. Available from: https://www.eucast.org
The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Disk diffusion methodology and quality control tables. Version 15.0. Växjö (Sweden): EUCAST; 2025. Available from: https://www.eucast.org
Metsemakers WJ, Morgenstern M, McNally MA, Moriarty TF, McFadyen I, Scarborough M, et al. Fracture-related infection: a consensus on definition and management. Injury. 2018;49(3):505-510. doi: 10.1016/j.injury.2017.08.040.
Buijs MAS, Haidari S, IJpma FFA, Hietbrink F, Govaert GAM. What can they expect? Decreased quality of life and increased postoperative complication rate in patients with a fracture-related infection. Injury. 2024;55:111425. doi:10.1016/j.injury.2024.111425.
Zhang T, Wang W, Liu J, Wang L, Tang Y, Wang K. A review on magnesium alloys for biomedical applications. Front Bioeng Biotechnol. 2022;10:953344. doi:10.3389/fbioe.2022.953344
Mackow NA, van Duin D. Reviewing novel treatment options for carbapenem-resistant Enterobacterales. Expert Rev Anti Infect Ther. 2024;22(1-3):71-85. doi:10.1080/14787210.2024.2303028.
Orapiriyakul W, Young PS, Damiati L, Tsimbouri PM. Antibacterial surface modification of titanium implants in orthopaedics. J Tissue Eng. 2018;9:2041731418789838. doi: 10.1177/2041731418789838.
ZhangGąsior G, Szczepański J, Radtke A. Biodegradable Iron-Based Materials-What Was Done and What More Can Be Done? Materials (Basel). 2021;14(12):3381. doi: 10.3390/ma14123381.
Durdu S, Yalçin E, Altinkök A, Çavuşoğlu K. Characterization and investigation of electrochemical and biological properties of antibacterial silver nanoparticle-deposited TiO₂ nanotube array surfaces. Sci Rep. 2023;13:4699. doi: 10.1038/s41598-023-31937-6.
Wang W, Liu H, Guo Z, Hu Z, Wang K, Leng Y, et al. Various Antibacterial Strategies Utilizing Titanium Dioxide Nanotubes Prepared via Electrochemical Anodization Biofabrication Method. Biomimetics (Basel). 2024 Jul 5;9(7):408. doi: 10.3390/biomimetics9070408
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.