Modelli dinamici nello studio del biofilm sui materiali protesici

Introduzione Il generale invecchiamento della popolazione e l’avvento di nuove tecnologie ha determinato negli ultimi anni un notevole incremento dell’uso di dispositivi medici e delle infezioni ad essi correlate che costituiscono, ad oggi, più della metà delle infezioni correlate all’assistenza, contribuendo in maniera significativa alla morbilità, mortalità e costi sanitari [1,2,3]. Tali infezioni sono spesso sostenute da microrganismi che aderendo alla superficie del dispositivo, danno origine a comunità sessili altamente resistenti all’azione di antibiotici. Nuove tecnologie (nanostrutturazione e nanorivestimenti) sono oggi allo studio per prevenire la formazione di questi biofilm, la cui efficacia deve essere valutata attraverso modelli sperimentali adeguati [4]. Valutazione della formazione di biofilm microbici su materiali protesici in modelli statici e dinamici per la prevenzione delle infezioni associate a questi dispositivi. Metodi Biofilm di Staphylococcus epidermidis (ATCC 35984) che espre i geni icaA e icaD, e Pseudomonas aeruginosa (DSM 939), sono stati generati in condizioni statiche e dinamiche, in presenza di coupons in titanio, carbonio, policarbonato e carbon-peek. Il modello dinamico ha previsto l’allestimento del CDC Biofilm Reactor (CBR). La crescita di biofilm è stata valutata tramite il saggio MTT dopo 48 ore. Risultati e Discussione I risultati del modello dinamico mostrano una migliore capacità del ceppo S.epidermidis di crescere a una rotazione compresa tra i 120-60 rpm, su ogni materiale testato (Mann-Whitney test, p-value < 0,05), rispetto al ceppo di P. aeruginosa. Il Titanio è il materiale su cui entrambi i ceppi hanno mostrato una minore aderenza, mentre il carbonio e il policarbonato hanno mostrato una maggiore affinità per P. aeruginosa (Mann-Whitney test, p-value < 0,05). Utilizzando il modello statico non è stata osservata nessuna differenza significativa nella formazione del biofilm sui materiali sottoposti ad indagine (Kruskal-Wallis test, p-value 0,95). Il modello statico quindi non consente di valutare le reali capacità di adesione dei ceppi microbici ai materiali utilizzati nella produzione dei dispositivi protesici. Conclusioni Lo studio ha permesso di validare un modello di studio appropriato per la prevenzione delle infezioni associate a dispositivo protesico. Biobliografia 1) Bacterial adherence to separated modular components in joint prosthesis: a clinical study. Gomez-Barrena E, Esteban J, Medel F et al. J Orthop Res 2012. Journal of Orthopaedic Research Volume 30, Issue 10, pages 1634–1639. 2) Adherence to a metal, polymer and composite by Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. Verheyen CCPM, Dhert WJA, de Blieck-Hogervorst JMA, van der Reijden TJK, Petit PLC, de Groot K. Biomaterials 1993; 14: 383–391. 3) Macrophage response to staphylococcal biofilms on crosslinked poly(ethylene) glycol polymer coatings and common biomaterials in vitro. Saldarriaga Fernandez IC, Da Silva Domingues JF, van Kooten TG et al. Eur Cell Mater 2011; 21: 73–79. 4) Options and limitations in clinical investigation of bacterial biofilms.Magana M, Sereti C, Ioannidis A, Mitchell CA, Ball AR, Magiorkinis E, Chatzipanagiotou S, Hamblin MR, Hadjifrangiskou M, Tegos GP. 2018. Clin Microbiol Rev 31:e00084-16. Ricerca finanziata con il Progetto di Ateneo PRA 2017_2018, Università di Pisa