Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии

Микробиологические аспекты разработки и применения антисептиков и антисептических средств для профилактики и лечения раневых инфекций

Автореферат докторской диссертации по биологии

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

 

Афиногенова Анна Геннадьевна

микробиологические аспекты

разработки и применения

антисептиков и антисептических средств

для профилактики и лечения раневых инфекций

03.02.03 - микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Москва - 2011

Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р.Р. Вредена Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный консультант:

Заслуженный деятель науки РФ,

доктор биологических наук, профессор Елинов Николай Петрович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор	Кочеровец Владимир Иванович
доктор биологических наук, профессор	Рыбальченко Оксана Владимировна
доктор медицинских наук, профессор	Пхакадзе Тамара Яковлевна

Ведущая организация:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова Министерства обороны Российской Федерации (г. Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится л__________ 2011 г. в л____ часов

на заседании диссертационного совета Д 208.046.01 при Федеральном бюджетном учреждении науки Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.Н. Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по адресу: 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д.10

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Федерального бюджетного учреждения науки Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.Н. Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по адресу: 125212, г. Москва, ул. Адмирала Макарова, д.10

Автореферат разослан л________________ 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наукаа О.Ю.а Борисова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время гнойные осложнения повреждений костей и суставов занимают ведущее положение в общей структуре хирургических инфекций и отличаются тем, что часто ведут к длительной, в течение многих лет, инвалидности пострадавшего (Тихилов Р.М., 2008). Микроорганизмы различных таксономических групп, представляющие потенциальную опасность разнвития инфекционного процесса, обладают рядом свойств, которые с известной долей условности можно разденлить на несколько групп, первая из которых включает биоцикличность, реактивность, тропность, адаптогенность к условиям внешней среды и репродуктивность. Ко второй группе свойств относятся патогенность, токсинообразование, чувство кворума (QS - quorum sensing), которые экспрессируются лишь при наличии к тому определенных условий (Ерюхин И.А., 2003).

Важным свойством микроорганизмов является их способность формировать биопленки, которые образуются возбудителями в процессе большинства гнойно-воспалительных процессов (Donlan R,M., Costerton J.W., 2002). При этом микроорганизмы переносят высокие дозы антибиотиков и проявляют свои вирулентные свойства, приводящие к повреждению тканей организма хозяина, что значительно ограничивает возможность их эрадикации (Артеменко К.Л., 2007; Бехало В.А. и др., 2010).

Рассматривая бактериальную инфекцию на клеточном уровне, можно сказать, что она представляет собой результат взаимодействия бактериальной клетки с клеткой организма хозяина, при этом после необратимого прикрепления (адгезии) бактерий к клеткам хозяина и последующего их заселения (колонизации) формируется первичный микробный очаг.

Факторы патогенности с инвазивной функцией и функцией защиты от фагоцитоза можно объединить в одну группу факторов, обеспечивающих развитие начальной, часто клинически не выраженной, стадии инфекционного процесса - адгезии, колонизации бактерий и формирования бактериальной биопленки. К другой группе факторов патогенности можно отнести биологически активные биомолекулы, проявляющие токсичность возбудителя, обуславливающие синдром заболевания с выраженной клинической картиной, вплоть до летального эффекта (Бондаренко В.М., Вертиев Ю.В., 2008).

Известны немногочисленные публикации, свидетельствующие о влиянии антисептиков на ранние этапы инфекционного процесса в ране, об антимикробном эффекте на популяционном уровне и о чувствительности раневой микробиоты к ним. Особенно перспективны биодеградируемые антисептики и антисептические средства (Афиногенов Г.Е., Елинов Н.П., 1987; Афиногенов Г.Е., Панарин Е.Ф., 1993; Russel A.D., 2002; Schwazkopf A., 2003; Kramer A., 2008). В последние годы наиболее эффективными и перспективными считаются антисептики и лекарственные средства на основе полимерных полигексаметиленгуанидинов (Кузнецов Н.А. и др., 2009). Хронические гнойно-воспалительные инфекции, ассоциированные с формированием, так называемых медицинских биопленок, становятся все более распространенными, в том числе, из-за широкого применения имплантатов (катетеров, различных протезов, шовного материала и пр.), в связи с чем разработка препаратов, подавляющих формирование бактериальных биопленок или дезорганизующих уже образованные биопленки, является весьма актуальной проблемой.

Цель исследования - разработка критериев отбора антисептиков для лечения ран на разных стадиях раневого процесса и создание изделий медицинского назначения, предупреждающих формирование микробных биопленок.

Задачи исследования:

• Изучить влияние естественных нейтрализаторов на антимикробную активность антисептиков.
• Оценить антифаговую активность антисептиков из различных химических групп, изучить их возможность блокировать передачу плазмид лекарственной устойчивости в процессе трансдукции у стафилококков.
• Выявить влияние полимерных бигуанидинов и бисфосфонатов на устойчивость грамотрицательных бактерий к карбапенемам и цефалоспоринам.
• Показать антимикробный и антитоксический эффект высокомолекулярного поливинилпирролидона в эксперименте для профилактики послеоперационного остеомиелита с помощью оригинальной композиции на его основе.
• Разработать способы придания с помощью нанокластеров серебра антимикробной активности изделиям медицинского назначения - протезу для герниопластики, биоситаллу, костному цементу, стоматологическим материалам, а также аппликационным сорбентам и дать микробиологическую характеристику их эффективности.
• Дать микробиологическую характеристику новой антимикробной композиции на основе природных полимеров (гидролизата коллагена, альгината натрия) и антисептиков и разработать способ лечения воспалительных заболеваний слизистой оболочки полости рта, ассоциированных с использованием зубных протезов.
• Оценить перспективность применения природных антисептиков в эксперименте.

Научная новизна

Впервые методом двойных дисков с ЭДТА выявлена перспективность в качестве эффективных ингибиторов металло-бета-лактамазы (МБЛ) комплексонов, разрешенных для использования в клинической практике (Ксидифон, Бонефос, Унитиол), и антисептика из группы полигексаметиленгуанидинов ПРОНТОСАНо. Обнаружена неизвестная ранее функция этих препаратов, традиционно используемых в терапии болезней костной ткани, которая открывает новые возможности в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями. При этом установлен терапевтический эффект сочетанного применения суббактерицидных концентраций антисептика и комплексонов (бисфосфонатов), которые воздействуют на разные механизмы антибиотикорезистентности Pseudomonasaeruginosa и Acinetobacterbaumannii (ингибируют МБЛ и бета-лактамазу), что определяет перспективу совместного использования этих препаратов для повышения чувствительности клеток возбудителей к антибиотикам группы карбапенемов и цефалоспоринов.

Впервые получены данные о перспективностиа использования природных антисептиков для предупреждения формирования микробных биопленок и для применения их в фазе регенерации и эпителизации раневой поверхности.

Стандартными микробиологическими методами, а также количественным чашечно-суспензионным методом показано, что чувствительность клинических изолятов к антисептикам гораздо выше, чем к антибиотикам, применяемым местно (аминогликозидам, левомицитину и полимексинам), и находится примерно на одном уровне по сравнению с чувствительностью в антибиотикам общего действия. Чашечно-суспензионный метод бактериологического анализа позволяет получать достоверные результаты оценки антимикробной активности различных препаратов при коротких экспозициях от нескольких секунд до 24 часов в присутствии естественных нейтрализаторов.

Разработанные способы придания антисептических свойств изделиям медицинского назначения - протезу для герниопластики, биоситаллу, костному цементу, стоматологическим материалам для изготовления зубных протезов - с помощью антисептиков, антибиотиков и полимеров предупреждают формирование микробных биопленок на поверхности изделия и в ране, что позволяет значительно сократить число инфекционных осложнений и сроки лечения пациентов в травматологии, хирургии, стоматологии.

Теоретическая значимость

Научно обоснована и разработана новая концепция предупреждения формирования микробных биопленок в ранах и на изделиях медицинского назначения при использовании бактерицидных и суббактерицидных концентраций антисептиков, в том числе в антисептических средствах.

Предложены теоретические основы и разработаны методы придания пролонгированной антимикробной активности с помощью антисептиков, антибиотиков и полимеров изделиям медицинского назначения (имплантатам, раневым покрытиям), аппликационным сорбентам, а также окружающим рану тканям с целью профилактики и лечения раневых инфекций.

Практическая значимость

Установлено, что использование метода серийных разведений позволяет одновременно определять собственную противомикробную активность препаратов и их различных сочетаний, а также их способность ингибировать металло-бета-лактамазы клинических штаммов резистентных грамотрицательных бактерий. Показано, что сочетанное применение суббактерицидных доз антисептика ПРОНТОСАНо и комплексонов (Бонефоса, Ксидифона) усиливает действие антибиотиков меропенема и цефтазидима в отношении резистентных штаммов Pseudomonasaeruginosa и Acinetobacterbaumannii в 16-1024 раза.

Результаты, полученные на примере препарата ПРОНТОСАНо с содержанием бигуанидина 0,1%, подтверждают предположение о важности подавления с помощью полимерных антисептиков адгезивной активности бактерий, инициирующей колонизацию и формирование бактериальной биопленкиа возбудителями, а также возможное воздействие антисептика на ферменты патогенности (металло-протеазы условно-патогенных бактерий, нейраминидазу стрептококка, коллагеназу клостридий и др.).

Созданная антимикробная композиция на основе высокомолекулярного ПВП, антибиотика амикацина и антисептика диоксидина обладает пролонгированным действием, высокой антимикробной и антитоксической активностью, способностью локализовать инфекционный очаг и придавать антимикробные свойства окружающим тканям.

Разработанные и внедренные в практику новые изделия медицинского назначения - протез сетчатый антисептический для герниопластики и клей хирургический антисептический АРГАКОЛ, а также предложенные новые методы придания и пролонгации антимикробных свойств различных медицинских имплантатов и аппликационных сорбентов позволяют предотвращать формирование микробных биопленок на поверхности изделий и в ранах, способствуют снижению числа инфекционных осложнений при хирургическом вмешательстве, ускоряют процесс заживления и предупреждают осложнения открытых ран и слизистых оболочек, перспективны для профилактики и лечения раневых инфекций.

Разработано антимикробное средство на основе водных и водно-спиртовых экстрактов из бересты березы, проведена оценка антиадгезивной активности зубных паст на основе природных антисептиков при коротких экспозициях на модели культуры клеток фибробластов кожи эмбриона человека и дана микробиологическая характеристика нового антисептика Галенофиллипт. Полученные результаты исследований показали, что природные антисептики, даже при больших разведениях, обладают высокой антимикробной и антиадгезивной активностью и низкой токсичностью, что обеспечивает перспективность их применение в фазе регенерации и эпителизации ран.

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии