Hvala vam što ste posjetili prirodu.com. Verzija pretraživača koju koristite ima ograničenu podršku CSS-a. Za najbolje rezultate, preporučujemo da koristite noviju verziju vašeg pretraživača (ili onemogućite režim kompatibilnosti u Internet Exploreru). U međuvremenu, kako bi se osigurala stalna podrška, mi prikazujemo web mjesto bez oblikovanja ili JavaScripta.
Rast mikrobnih rana često se manifestuje kao biofilm, koji ometaju ozdravljenje i teško je iskorijeniti. Nove srebrne preljeve tvrde za borbu protiv infekcija rana, ali njihova antibiofilm efikasnost i efekti bez infekcije neovisni su uglavnom nepoznati. Upotreba in vitro i u Vivo Biofilm Modeli stafilokoka Aureus i Pseudomonas Aerouginosa, prijavljujemo efikasnost AG1 + ION-ion prevlačenja; AG1 + preljev koji sadrže etilendiaminainetraočetsku kiselinu i benzetonijum hlorid (AG1 + / EDTA / BC) i preljeve koje sadrže srebrne nitrate (AG OxySalts). , koji proizvode AG1 +, AG2 + i AG3 + ione za borbu protiv rana biofilma i njen učinak na izlječenje. AG1 + preljev imalo je minimalne efekte na biofilmu rana u vitro i u miševima (C57BL / 6J). Suprotno tome, oksigenirani AG seli i AG1 + / EDTA / BC prevlazi značajno su smanjili broj održivih bakterija u biofilmi in vitro i pokazao značajno smanjenje bakterijskih i EPS komponenta u biofilmima rana. Ove su preljeve imale različite efekte na zaražene rane zaražene biofilmom, a ne-biofilmove rane, s kisičkim slanim preljevama koji imaju korisniji učinci na reepithelializaciju, veličinu rane i upale u odnosu na kontrolne tretmane i druge srebrne preljeve. Različita fizikalohemijska svojstva srebrne preljeve mogu imati različite efekte na biofilmu i ozdravljenju rana, a to bi trebalo uzeti u obzir pri odabiru preljeva za liječenje rana zaraženih biofilma.
Hronične rane su definirane kao "rane koje nisu uspjele napredovati kroz normalne faze iscjeljenja na uredan i pravovremeni način" 1. Hronične rane stvaraju psihološki, socijalni i ekonomski teret za pacijente i zdravstveni sistem. Godišnja potrošnja NHS-a o liječenju rana i pridruženih komoribidnosti procjenjuje se na 8,3 milijarde funti u 2017-182. Hronične rane su trenutno i problem s pritiskom u Sjedinjenim Državama, a Medicare procjenjuju godišnje trošak liječenja pacijenata s ranama na 28,1 $ 96,8 milijardi3.
Infekcija je glavni faktor koji sprečava zarastanje rana. Infekcije se često manifestuju kao biofilmi, koji su prisutni u 78% neceljetnih hroničnih rana. Biofilms formiraju kada mikroorganizmi postaju nepovratno pričvršćeni na površine, poput površina rana i mogu se oblikovati da bi se formirali vanćelijski polimer (EPS) -producirati zajednice. Biofilm rane povezan je s povećanim upalnim odgovorom koji dovodi do oštećenja tkiva, što može odgoditi ili spriječiti ozdravljenje4. Povećanje oštećenja tkiva može se djelovati dijelom na povećanju aktivnosti matričnih metaloproteinaza, kolagenaze, elastaze i reaktivne vrste kisika5. Štaviše, upalne ćelije i biofilmi sami su visoki potrošači kisika i stoga mogu uzrokovati lokalnu hipoksiju tkiva, iscrpljivanje ćelija vitalnog kisika potrebne za efikasno popravak tkiva6.
Zreli biofilmi su vrlo otporni na antimikrobne agense, koji zahtijevaju agresivne strategije za kontrolu infekcija biofilma, poput mehaničkog tretmana praćeno efikasnim antimikrobnim tretmanom. Budući da biofilmi mogu brzo regenerirati, efikasni antimikrobilnici mogu umanjiti rizik od ponovne formiranja nakon hirurškog debridementacije7.
Srebro se sve više koristi u antimikrobnim preljevima i često se koristi kao prva linije za krinsku zaraženu ranu. Postoji mnogo komercijalno dostupnih srebrnih preljeva, a svaki sadrži različit srebrni sastav, koncentracija i baznu matricu. Napredak u srebrnim rukama doveo je do razvoja novih srebrnih ručica. Metalni oblik srebra (AG0) je inert; Da bi se postigla antimikrobna efikasnost, mora izgubiti elektron za formiranje jonskih srebra (AG1 +). Tradicionalna srebrna preljeva sadrže srebrne jedinjete ili metalno srebro koje, kada su izložene tečnosti, razgrađuju se za obrazac AG1 + Iona. Ovi AG1 + ioni reagiraju s bakterijskim ćelijama, uklanjajući elektrone iz strukturnih komponenti ili kritičnih procesa potrebnih za opstanak. Patentirana tehnologija dovela je do razvoja novog srebrnog jedinjenja, AG oksizat (srebrni nitrat, AG7No11), koji je uključen u prolivu rane. Za razliku od tradicionalnog srebra, raspadanje soli koji sadrže kisik stvara stanja srebra s većom valence (AG1 +, AG2 + i AG3 +). In vitro studije su pokazale da su niske koncentracije kiseoničnih srebrnih soli efikasnije od jedinstvene ion srebrne (AG1 +) protiv patogenih bakterija poput pseudomonas aeruginosa, stafilokoka aureus i escherichia coli8,9. Druga nova vrsta srebrnog preljeva uključuje dodatne sastojke, naime etilendiamenetAacetic kiselinu (EDTA) i benzetonijum hlorid (BC), koji se prijavljuju da bi se ciljali u biofilma EPS-a i na taj način povećavaju prodor srebra u biofilm. Ove nove srebrne tehnologije nude nove načine za ciljanje biofilma o rani. Međutim, utjecaj tih antimikrobnica na okruženje rana i zarasta za infekciju važno je osigurati da ne stvaraju nepovoljno okruženje rana ili odgađaju zarastanje. Zabrinutosti oko in vitro srebrne citotoksičnosti prijavljeno je sa nekoliko srebrnih preljeva10,11. Međutim, in vitro citotoksičnost još nije prevedena u vivo toksičnost, a nekoliko AG1 + preljeva pokazalo je dobar profil sigurnosti12.
Ovdje smo istraživali efikasnost karboksimetilcelulozne preljeve koje sadrže novelne srebrne formulacije protiv biofilma rana u vitro i u Vivou. Pored toga, ocijenjeni su efekti ovih preljeva na imunološkim odgovorima i zacjeljivanje neovisnoj o infekciji.
Svi korišteni preljevi bili su komercijalno dostupni. 3m Krerracel gel preljev (3M, Knutsford, UK) je ne-antimikrobni 100% karboksimetilcellulose (CMC) gel vlakna gela koji se koristio kao kontrolni preljev u ovoj studiji. Procijenjena su tri antimikrobna CMC srebrna preljeva, naime 3M Kerracel AG preljev (3M, Knutsford, UK), koji sadrži 1,7 WT%. Oksigenirana srebrna sol (AG7NO11) u višim valentnim srebrnim ionima (AG1 +, AG2 + i AG3 +). Tokom raspadanja AG7No11, AG1 +, AG2 + i AG3 + ioni formiraju se u omjeru 1: 2: 4. AQUACEL AG Dodatni preljev koji sadrži 1,2% srebrni hlorid (AG1 +) (Convatec, Deeside, UK) 13 i Aquacel AG + dodatni preljev koji sadrži 1,2% srebrnog hlorida (AG1 +), EDTA i benzetonijum hlorid (Convatec, Deeside, UK) 14.
Sojevi korištene u ovoj studiji bili su Pseudomonas Aerouginosa NCTC 10781 (Javno zdravlje Engleska, Salisbury) i Staphylococcus Aureus NCTC 6571 (Javno zdravlje Engleska, Salisbury).
Bakterije su se uzgajale preko noći u Burler-Hinton Brothu (oksoidnoj, altrincham, uk). Noćenje je zatim razblaženo 1: 100 u bujonu Mueller-Hinton i 200 μl na sterilnom membrane (Whatman PLC, Maidstone, Velika Britanija) na Mueller-Hinton Agar ploče (Sigma-Aldrich Company Ltd, Kent, Velika Britanija ). ) Kolonijalna biofilm formacija na 37 ° C 24 sata. Ovi kolonijalni biofilmi testirani su za logaritamsko skupljanje.
Prekinuti preljev na 3 cm2 kvadratne komade i prevladati sterilnom deioniziranom vodom. Položite zavoj preko biofilma kolonije na agarskoj ploči. Svakih 24 ha biofilma uklonjeno je, a održive bakterije unutar biofilma (CFU / ML) kvantificirane su serijskim razrjeđivanjem (10-1 do 10-7) u dnevnom kutnom neutralizacijskom juhu (Merck-Millipore). Nakon 24 sata inkubacije na 37 ° C, na ploči su na raspolaganju standardne ploče na pločicama Mueller-Hinton. Svaka tretmana i vremenska točka izvedena je u trostrukim, a brojevi ploča ponavljana su za svako razrjeđivanje.
Svinjska trbuh koža dobiva se od ženskih velikih bijelih svinja u roku od 15 minuta od klanja u skladu sa izvoznim standardima Europske unije. Koža je bila obrijana i očišćena s alkoholnim maramicama, a zatim smrznuta na -80 ° C 24 sata da devitaliziraju kožu. Nakon odmrzavanja, 1 cm2 komade kože su tri puta pratili sa PBS, 0,6% natrijum hipoklorita i 70% etanola svaki put 20 minuta. Prije uklanjanja epiderme, uklonite preostali etanol ispiranjem 3 puta u sterilnim PBS-om. Koža je bila kulturirana na ploči sa 6-bunara sa najlonskom membranom debljine 0,45-μm (Merck-Millipore) na vrhu i 3 apsorbentne jastučiće (Merck-Millipore) koji sadrže 3 ml nožnog goveđeg seruma (Sigma) dopunjene sa 10% dulbecco-a Orao. Medium (Dulbeccov modificirani Eagle medium - Aldrich doo).
Kolonijalni biofilmi su uzgajani kako je opisano za studije izloženosti biofilma. Nakon izlaganja biofilma na membrani za 72 sata, biofilm je nanesen na površinu kože pomoću sterilne inokulacione petlje, a membrana je uklonjena. Biofilm je potom inkubiran na svinjskom dermisu dodatnih 24 sata na 37 ° C kako bi se omogućilo biofilmu da se zreli i pridržavao svinjsku kožu. Nakon što je biofilm sazreo i pričvršćen, presvlačenje od 1,5 cm2, prethodno navlaženo sterilnom destiliranom vodom, nanesena je direktno na površinu kože i inkubiran na 37 ° C 24 sata. Održive bakterije vizualiziraju se bojenjem ravnomjernim primjenom održivosti održivosti prestoblene ćelije (invitograf, životne tehnologije, Paisley, UK) na apikalnu površinu svakog obraćanja i ukupite ga 5 minuta. Koristite digitalni fotoaparat Leica DFC425 da biste odmah snimili slike na mikroskopu Leica MZ8. Površine obojena ružičasta su kvantificirana pomoću slike Pro Software verzije 10 (Media CyBernetics Inc, Rockville, MD image-Pro (Mediacy.com)). Skenirajuća elektronska mikroskopija izvedena je kao što je opisano u nastavku.
Bakterije uzgajane preko noći razrijeđene su 1: 100 u bujonu Mueller-Hinton. 200 μl kulture dodano je u sterilni 0,2 μm Whatman Cyclopore membrane (Whatman, Maidstone, UK) i prekriven na Mueller-Hinton Agaru. Ploče biofilma inkubirane su na 37 ° C za 72 sata kako bi se omogućila zrela formacija biofilma.
Nakon 3 dana izgradnje biofilma, kvadratni zavoj od 3 cm2 postavljen je direktno na biofilm i inkubiran na 37 ° C 24 sata. Nakon uklanjanja zavoja sa površine Biofilm, 1 ml prestoblue ćelije održivosti reagensa (invitograf, Waltham, MA) dodana je na površinu svakog biofilma 20 sekundi. Površine su sušene prije evidentirane promjene boje pomoću Nikon D2300 digitalnog fotoaparata (Nikon UK Ltd., Kingston, UK).
Pripremite se noćenja na Mueller-Hinton Agaru, prenesite pojedine kolonije do 10 ml Mueller-Hinton juha i inkubirajte na šejku na 37 ° C (100 o / min). Nakon noći inkubacije, kultura je razblažena 1: 100 u Mueller-Hinton Brothu i 300 μl kružnog ciklorovog membrane (Whatman International, Maidstone, Velika Britanija) na Mueller-Hinton Agaru i inkubira na 37 ° C u roku od 72 sata . . Zreli biofilm primijenjen je na ranu kao što je opisano u nastavku.
Svi radovi sa životinjama izveden je na Univerzitetu Manchester pod licencom za projekt koji je odobrio Ured za dobrobit životinja i etičkog pregleda (P8721BD27) i u skladu sa smjernicama koje je u matičnoj kancelariji iz 2012. godine objavio u 2012. godini. Svi autori pridržavani su smjernicama dolaska. Osmo-tjedno-stari C57BL / 6J miševi (Envigo, Oxon, Velika Britanija) korišteni su za sve u vivo studijama. Miševi su bili anestezirani s izoflurane (piramalna kritična njega doo, West Drayton, UK) i njihove dorzalne površine obrijane su i očišćene. Svaki miš je tada dobio ekscilizijsku ranu od 2 × 6 mm pomoću Stiefel Biopsion Punch (Schuco International, Hertfordshire, UK). Za rane u biofilmu nanesite 72-satni kolonijalni biofilm uzgojen na membrani kako je gore opisano na dermalni sloj rane pomoću sterilne inokulacione petlje odmah nakon povrede i odbacite membranu. Jedan kvadratni centimetar preljeva je unaprijed navlažen sterilnom vodom za održavanje vlažnog okruženja rana. Oprezi su se nanosila direktno na svaku ranu i prekrivena je 3M tegaderm filmom (3M, Bracknell, UK) i mastisol tekućim ljepilom (eloquest HealthCare, Ferndale, MI) koji se nanosi oko rubova kako bi se osiguralo dodatno prijanjanje. Buprenorfin (AnimalCare, York, Velika Britanija) upravlja se u koncentraciji 0,1 mg / kg kao analgetiku. Cull miševi tri dana nakon povrede pomoću metode rasporeda 1 i uklonite, prepolovite i pohranite područje rane po potrebi.
Hematoksilin (Termofisher naučni) i Eozin (termofisher naučni) bojenje izvedeno je u skladu s protokolom proizvođača. Područje rana i reepitelizacija kvantificirani su pomoću slike Pro Software Verzija 10 (Media CyBernetics Inc, Rockville, MD).
Odjeljci tkiva bili su dewaxed u xylen (termofisher naučni, loughborough, uk), rehidriran sa 100-50% ocjenjivanim etanolom, a ukratko su uronjeni u deioniziranu vodu (termofisher naučni). Imunohistohemija je izvedena korištenjem vectastein elita ABC PK-6104 kompleta (vektorske laboratorije, Burlingame, CA) prema protokolu proizvođača. Primarna antitela za neutrofile Nimp-R14 (Thermofisher naučni) i makrofage MS107B Pure M3 / 84 (BD bioznanosti, Wokingham, Velika Britanija) razrijeđeni su 1: 100 u blokiranju otopine i dodane u površinu odsječenih, a zatim 2 antitela protiv - vektasta ABC i vektor Nova crvena peroksidaza (HRP) supstratni komplet (HRP) (HRP)) (HRP) vektorske laboratorije, Burlingame, CA) i konstruisani hematoksilinom. Slike su stečene pomoću Olympus BX43 mikroskopa i Olympus DP73 digitalni fotoaparat (Olympus, Southend-on-Sea, UK).
Uzorci kože su fiksirani u 2,5% glutaraldehida i 4% formaldehid u HEPES (PH 7.4) za 24 sata na 4 ° C. Uzorci su dehidrirani koristeći etanol i osušeni u CO2 koristeći kvorum K850 kritični točki (Quorum Technologies Ltd, Voljana, Velika Britanija) i prskanje obloženim zlatnim paladijskom legurom pomoću kvoruma SC7620 sustava za pražnjenje mini pucača / sjaja. Uzorci su imali uzorke koristeći FEI QUANTA 250 skenirajuće elektron mikroskopa (termofisher naučni) za vizualizaciju središnje tačke rane.
Toto-1 jodid (2 μm) primijenjen je na izrezanu miša na ranu i inkubirana za 5 min na 37 ° C (termofisher naučno) i tretiran s sito-60 (10 μm) na 37 ° C (termoficir naučni). Stvoreno je 15-minutne slike z-stog pomoću LEICA TCS SP8.
Biološki i tehnički replicirani podaci bili su tabelirani i analizirani pomoću softvera GraphPad Prism V9 (Softver Graphpad, La Jolla, CA). Jednosmjerna analiza varijance s višestrukim usporedbima pomoću Dunnettovog post hoc testa korištena je za testiranje razlika između svakog tretmana i ne-antimikrobnog upravljačkog preljeva. P vrijednost s <0,05 smatrana je značajnim.
Efikasnost srebrne gel vlaknasti preljeva prvo je procijenjena protiv biofilma kolonija stafilokoka aureus i pseudomonas aeruginosa in vitro. Srebrne preljeve sadrže različite formule srebra: tradicionalne srebrne preljeve proizvode AG1 + joni; Srebrne preljeve, koje mogu proizvesti AG1 + IONS nakon dodavanja EDTA / BC-a, može uništiti matricu biofilma i izložiti bakterije u srebro pod antibakterijskim efektom srebra. Ione15 i preljeve koje sadrže kisikene AG soli koje proizvode AG1 +, AG2 + i AG3 + IONS. Njegova je učinkovitost uspoređena sa ne-antimikrobnim kontrolnim preljevom izrađenim od gelled vlakana. Preostale održive bakterije u biofilmu procijenjene su svaka 24 sata 8 dana (slika 1). Dan 5, biofilm je revokoran sa 3,85 × 105S. Staphylococcus aureus ili 1,22 × 105p. AERUGINOSA za procjenu oporavka biofilma. U usporedbi s ne-antimikrobnoj kontrolnoj oblasti, AG1 + preljev imalo je minimalan utjecaj na bakterijsku održivost u stafilokokom aureus i pseudomonas aeruginosa biofilms preko 5 dana. Suprotno tome, preljeve koje sadrže kisigenirane AG i AG1 + + EDTA / BC bili su efikasni u ubijanju bakterija unutar biofilma u roku od 5 dana. Nakon ponovljene inokulacije sa planktonskim bakterijama na dan 5, nije primijećeno obnova biofilma (Sl. 1).
Kvantifikacija održivih bakterija u stafilokokom aureus i pseudomonas aeruginosa biofilms nakon tretmana srebrnim preljevima. Kolonije biofilma stafilokoka Aureus i pseudomonas Aerouginosa tretirani su srebrnim preljevima ili ne-antimikrobnim kontrolnim preljevima, a broj održivih bakterija je određen svaka 24 sata. Nakon 5 dana, biofilm je revokoran sa 3,85 × 105-ih. Staphylococcus aureus ili 1,22 × 105p. Kolonije bakterioplanktona pseudomonas Aerouginosa formirane su pojedinačno za procjenu oporavka biofilma. Grafikoni prikazuju srednju +/- standardnu grešku.
Da bi vizualizirali učinak srebrne preljeve na održivosti biofilma, prekrivači su primijenjeni na zrele biofilme uzgajane na kože porcin ex vivo. Nakon 24 sata, preljev se uklanja i biofilm je obojen plavim reaktivnim bojama, koji se metabolizira živim bakterijama u ružičastu boju. Biofilmi tretirani kontrolnim preljevima bili su ružičasti, što ukazuje na prisustvo održivih bakterija u biofilmu (slika 2a). Suprotno tome, biofilm tretiran s preljevom s oksizolama koji su bili prvenstveno plavi, što ukazuje na to da su preostale bakterije na površini svinjeve kože bile nevidljive bakterije (slika 2b). Mešana plava i ružičasta obojana primijećena je u biofilmima liječenim s AG1 + -Containg preljevom, što ukazuje na prisustvo održivih i nerživih bakterija u okviru biofilma (slika 2c), dok su EDTA / BC prelive sa ag1 + bili pretežno plave boje. Navođenje područja koje nisu pogođene srebrnim preljevom (slika 2D). Kvantifikacija aktivnih (ružičastih) i neaktivnih (plavih) područja pokazala su da je kontrolna zakrpa bila 75% aktivna (slika 2e). AG1 + + EDTA / BC prekrivači izvedene slično kao i kisioniranim AG soli prelivom, sa stopom preživljavanja od 13%, odnosno 14%. Odjel AG1 + također je smanjio održivost bakterija za 21%. Ovi biofilmi su zatim primijećeni pomoću skeniranja elektrona mikroskopije (SEM). Nakon liječenja kontrolnom preljevom i AG1 + preljev, promatra se sloj pseudomonas aeruginosa (Slika 2F, H), dok je nakon tretmana s preljevom AG1 + pronađeno, nekoliko bakterijskih ćelija pronađeno je i nekoliko bakterijskih ćelija pronađeno je i malo bakterijskih stanica pronađeno je i malo bakterijskih stanica pronađeno je i malo bakterijskih stanica pronađeno je i malo bakterijskih ćelija pronađeno je i malo bakterijskih stanica pronađeno je i malo bakterijskih stanica pronađeno je i malo bakterijskih stanica pronađeno je i malo bakterijskih ćelija pronađeno je i ispod. Kolagenski vlakna mogu se smatrati strukturom tkiva od bircinske kože (slika 2g). Nakon tretmana s AG1 + + EDTA / BC prelivom, vidljivi su bakterijski plakovi i umanjeni kolagenski vlakni (slika 2i).
Vizualizacija pseudomona Aerouginosa Biofilma nakon tretmana srebra. (A-D) Bakterijska održivost u pseudomonas Aerouginosa Biofilmi uzgajana na kožu porcinu vizualizirana je korištenjem prestoplate održivosti 24 sata nakon tretmana srebrnim preljevima ili ne-antimikrobnim prelivom. Žive bakterije su ružičaste, ne-održive bakterije i svinjska koža su plava. (E) Kvantifikacija Pseudomonas Aeroruginosa Biofilms uzgajana na kožu porcinu (ružičasta spot) koristeći skenirajuću elektronsku mikroskopiju sliku PRO verzije 10 (fi) i tretira srebrnim preljevom ili ne-antimikrobnim preljevom za 24 sata. Sem skala bar = 5 μm. (J-M) Kolonijalni biofilmi su rasli na filtrima i obojeni su prestoblue reaktivnom bojom nakon 24 sata inkubacije sa srebrnim preljevima.
Da biste utvrdili da li su bliski kontakt između preljeva i biofilma utjecali na efikasnost preljeva, kolonijalni biofilmi postavljeni na ravnu površinu tretirani su s preljevom 24 sata, a zatim obojene reaktivne boje. Nealetirani biofilm bio je tamno ružičasta boja (slika 2J). Za razliku od biofilma tretiranih preljevama koji sadrže kisikene AG soli (slika 2k), biofilmi liječene preljeve koji sadrže AG1 + ili AG1 + + EDTA / BC pokazali su pojaseve ružičaste boje (slika 2L, m). Ova ružičasta boja ukazuje na prisustvo održivih bakterija i povezano je sa površinom šavova unutar preljeva. Ove ušivene površine stvaraju mrtve prostore koji omogućuju bakterije unutar biofilma da prežive.
Da bi se procijenila učinkovitost srebrnih preljeva u vivo, potpuno debljine izložene rane miševa zaraženih zrelim S. Aureus i P. AERUGINOSA biofilmi liječeni su nentimikrobnim upravljačkim preljevima ili srebrnim preljevima. Nakon 3 dana liječenja analiza makroskopske slike pokazala je manja veličina rana prilikom tretiranja s kisionikom sa slanom preljevom u odnosu na ne-antimikrobno upravljačku prelivu i drugu srebrnu prelivu (slika 3A-H). Da bi se potvrdilo ova zapažanja, rane su ubrane i propalo i reepitelizacija kvantificirani su na odjeljku Hematoksilina i eozina koji su obojeni i eozin koristeći sliku Pro Software verzije 10 (slika 3i-l).
Učinak srebrne preljeve na površini rana i reetvolizacija rana zaraženih biofilmima. (A-H) Male ćelije zaražene biofilmima Pseudomonas Aerouginosa (A-D) i stafilokokuskim aureus (E-H) nakon tri dana liječenja nentimikrobilnim upravljačkim preljevom, sljeva s kisikom, a AG1 + dresing i AG1 + Oblačenje. Reprezentativne makroskopske slike. Rane miševa sa preljevom AG1 + + EDTA / BC. (Il) Predstavnik Pseudomonas Aerovinosa infekcija, histološki presjeci obojeni hematoksilinom i eoninom, koji se koriste za kvantifikaciju područja rana i regeneracije epitela. Kvantifikacija područja rane (m, o) i procenat reepitelizacija (n, p) rana zaraženih pseudomonas aeruginosa (m, n) i stafilokokom aureus (o, p) biofilmi (po grupi za tretman n = 12). Grafikoni prikazuju srednju +/- standardnu grešku. * znači p = <0,05 ** znači p = <0,01; Makroskopska vaga = 2,5 mm, histološka vaga = 500 μm.
Kvantifikacija površine rana u ranama zaraženim Pseudomonas Aerouginosa Biofilm (slika 3m) pokazala su da su rane tretirane ag oksizze imale prosječnu veličinu rane od 2,5 mm2, dok je ne-antimikrobno kontrolni preljev imao prosječnu veličinu rane od 3,1 mm2, što nije bilo moguće Istina. dostigao statistički značaj (slika 3m). P = 0,423). Rane tretirane s AG1 + ili AG1 + EDTA / BC pokazale su smanjenje površine rana (3,1 mm2 i 3,6 mm2, respektivno). Liječenje s kisionikom AG preljeva promoviralo je reeptitlializacija u većoj mjeri od ne-antimikrobnog upravljačkog preljeva (34% i 15%, odnosno; P = 0,029) i AG1 + ili AG1 + + EDTA / BC (10% i 11%) (10%) (10% i 11%) ( Slika 3N). . , respektivno).
Slični trendovi u području rana i regeneraciji epitela primijećeni su u ranama zaraženim S. Aureus Biofilms (slika 3o). Preljev koji sadrže kisikene srebrne soli Snižene rane (2,0 mm2) za 23% u usporedbi s kontrolnim ne-antimikrobnim preljevom (2,6 mm2), iako ovo smanjenje nije bilo značajno (Sl. 3O) (Sl. 3O). Pored toga, područje rana u grupi za tretman AG1 + malo je smanjeno (2,4 mm2), dok se rana tretira s AG1 + + EDTA / BC preljevom nije smanjila površinu rane (2,9 mm2). Kiseoničke soli AG takođe su promovirale reepolializaciju rana zaraženih S. Aureus Biofilmom (31%) u većoj mjeri od onih tretiranih ne-antimikrobnim kontrolnim prelivom (12%, p = 0,003) (slika 3p). AG1 + preljev (16%, P = 0.903) i AG + 1 + EDTA / BC preljev (14%, p = 0,965) pokazao je nivoe epitelne regeneracije slične kontroli.
Da biste vizualizirali učinak srebrne preljeve na BIOFILM matricu, izvedeno je TOTO 1 i Syto 60 jodid boje (Sl. 4). TOTO 1 IODIDE je boja nepromjenjiva boja koja se može koristiti za precizno vizualiziranje vanselularnih nukleinskih kiselina, koje su u izobilju u EPS biofilma. Syto 60 je stanična boja ćelija koja se koristi kao coverstain16. Promatranje Tota 1 i Syto 60 jodida u ranama inokulirano s biofilmima pseudomona Aruginosa (slika 4a-d) i stafilokokuski aureus (slika 4i-l), pokazao je da je nakon 3 dana obrčenog tretmana, EPS u biofilmu značajno smanjen. koji sadrže oksigenirane salte AG i AG1 + + EDTA / BC. AG1 + preljev bez dodatnih antibiofilmskih komponenti značajno smanjene DNK bez ćelija u ranama inokuliranim pseudomonasom Aerouginosa, ali su manje efikasne u ranama inokuliranim sa stafilokokom aureus.
U vivo snimanju biofilma rana nakon 3 dana liječenja kontrolom ili srebrnim preljevima. Kopožeće slike pseudomonas aeruginosa (A-D) i stafilokokuski aureus (I-L) obojeni sa Toto 1 (zelenom) za vizualizaciju vanćelijskih nukleinskih kiselina, komponente vanćelističnih biofilmskih polimera. Za mrlje unutarćelijske nukleinske kiseline koristite Syto 60 (crvena). kiseline. P. Skenirajuća elektronska mikroskopija rana zaraženih pseudomonas aeruginosa (e-h) i stafilokokom aureus (M-P) biofilmi nakon 3 dana liječenja kontrolom i srebrnim preljevima. Sem skala bar = 5 μm. CONFOCAL SCALING BAR BAR = 50 μm.
Skenirajuća elektronska mikroskopija pokazala je da su miševi inokulirani kolonijskim kolonijama pseudomona Aruginosa (slika 4e-h) i stafilokokuski aureus (slika 4m-p) značajno manje bakterija u ranama nakon 3 dana liječenja svim srebrnim preljevima.
Da bi se procijenio efekt srebrne preljeve u naljepljivanju rana u miševima zaraženim biofilmom, rane zaražene biofilmom tretirane su kontrolom ili srebrnim preljevima za 3 dana imunohistohemično obojene pomoću antitela specifičnih za neutrofile i makrofage. Kvantitativno određivanje neutrofila i makrofaga interno. granulacijsko tkivo. Slika 5). Sve srebrne preljeve smanjile su broj neutrofila i makrofage u ranama zaraženim pseudomonasom Aerouginosa u usporedbi s ne-antimikrobnim kontrolnim prelivom nakon tri dana liječenja. Međutim, tretman s kisionikom srebrnim oblogom soli rezultirao je većom smanjenjem neutrofila (p = <0,0001) i makrofage (p = <0,0001) u odnosu na testirane druge srebrne preljeve (slika 5i, j). Iako je AG1 + + EDTA / BC imao veći učinak na biofilmu rana, smanjio je neutrofilu i makrofažu u manjoj mjeri od preljeva AG1 +. Umjerene rane zaražene S. Aureus Biofilmom također su promatrane nakon preljeva (P = <0,0001), AG1 + (P = 0,0008) i AG1 ++ EDTA / BC (P = 0.0043) Oksiizola u odnosu na kontrolu. Slični trendovi se promatraju za neutropeniju. zavoj (Sl. 5k). Međutim, samo drešenje izogeniranog AG soli pokazalo je značajno smanjenje broja makrofaga u granulacijskom tkivu u usporedbi s kontrolom rana zaraženih S. Aureus Biofilms (P = 0.0339) (P = 0,0339) (Slika 5L).
Neutrofili i makrofage kvantificirani su u ranama zaraženim pseudomonasom Aerouginosa i stafilokokunim aureus biofilmima nakon 3 dana liječenja ne-antimikrobnim kontrolom ili srebrnim preljevom. Neutrofili (AD) i makrofage (EH) kvantificirani su u odjeljcima tkiva obojenih antitelama specifičnim za neutrofile ili makrofage. Kvantifikacija neutrofila (I i K) i makrofage (J i L) u ranama zaraženim pseudomonasom Aerouginosa (I i J) i stafilokokunim aureus (K & L) biofilmi. N = 12 po grupi. Grafikoni Prikaži srednju +/- standardnu grešku, vrijednosti značajnih u odnosu na ne-antibakterijsku preljevu, * znači p = <0,05, ** znači p = <0,01; *** znači p = <0,001; Označava P = <0,0001).
Zatim smo procijenili učinak srebrne preljeve na zarastanju infekcije. Neobižene policajalne rane tretirane su ne-antimikrobnim kontrolnim preljevom ili srebrnim preljevom 3 dana (slika 6). Među ispitivanim srebrnim preljevima samo su rane liječene sksigenim preljevom soli manje na makroskopskim slikama nego rane liječene kontrolom (slika 6a-d). Quantification of wound area using histological analysis showed that the average wound area after treatment with the Ag oxysols dressing was 2.35 mm2 compared to 2.96 mm2 for wounds treated with the control group, but this difference did not reach statistical significance (p = 0.488 ) (Fig . 6i). Suprotno tome, nakon tretmana s AG1 + (3,38 mm2, P = 0.757) ili AG1 + + EDTA / BC (4,18 mm2, P = 0.054) prekriva se u odnosu na kontrolnu grupu. Povećana epitelna regeneracija primijećena je s oblogom za oksizol u odnosu na kontrolnu grupu (30% u odnosu na 22%, mada to nije dostiglo značaj (p = 0,067), ovo je prilično značajno i potvrđuje prethodne rezultate. Odijev s oksizolima promovira reetvolizacija. -Podređivanje neuspelih rana17. Suprotno tome, tretman s AG1 + ili AG1 + + EDTA / BC preljev nije imao učinak niti pokazao smanjenu reothitelizaciju u odnosu na kontrolu.
Učinak preljeva srebra rana na zarađenom ranu u neuređenim miševima sa potpunom resekcijom. (AD) Reprezentativne makroskopske slike rana nakon tri dana liječenja ne-antimikrobnim preljevom i srebrnim preljevom. (EH) Reprezentativni dijelovi rana obojeni hematoksilinom i eoninom. Kvantifikacija površine rane (i) i postotak reepitelizacije (j) izračunati su iz histoloških odjeljaka na sredini rane pomoću softvera za analizu slika (n = 11-12 po grupi tretmana). Grafikoni prikazuju srednju +/- standardnu grešku. * znači p = <0,05.
Srebro ima dugu istoriju upotrebe kao antimikrobna terapija u zarađenju rana, ali mnoge različite formulacije i metode isporuke mogu rezultirati razlikama u antimikrobnoj efikasnosti 18. Štaviše, antibiofilm svojstva specifičnih srebrnih sistema isporuke nisu u potpunosti shvaćeni. Iako je imunološki odgovor domaćina relativno efikasan od planktonskih bakterija, uglavnom je manje efikasan protiv Biofilms19. Planktonske bakterije lako usađene makrofagima, ali unutar biofilma, agregirane ćelije predstavljaju dodatne probleme ograničavajući odgovor domaćina u mjeri u kojoj se imunološke ćelije mogu podvrgnuti apoptozi i oslobađanje pronflamatorskih faktora za poboljšanje imunološkog odgovora20. Primjećeno je da neki leukociti mogu prodrijeti u biofilms21, ali nisu u mogućnosti francuske bakterije nakon što je ova odbrana kompromitirana22. Holistički pristup treba koristiti za podršku imunološkom odgovoru domaćina protiv infekcije rana biofilm. Otkrivanje rana može fizički poremetiti biofilm i ukloniti većinu bioburdena, ali imunološki odgovor domaćina može biti neučinkovidan od preostalog biofilma, posebno ako je ugrožen imunološki odgovor domaćina ugrožen. Dakle, antimikrobne terapije poput srebrne preljeve mogu podržati imuni odgovor domaćina i eliminirati biofilm infekcije. Sastav, koncentracija, rastvorljivost i postrojba za dostavu mogu utjecati na antimikrobno djelotvornost srebra. Posljednjih godina predujmovi u srebrnom prerađivačkom tehnologiju učinili su ove preljeve efikasnije9,23. Kako napreduje srebrne tehnologije, važno je razumjeti učinkovitost ovih preljeva u kontroli infekcije rana i, što je još važnije, utjecaj ovih moćnih oblika srebra na okruženje rana i zacjeljivanje.
U ovoj studiji usporedili smo efikasnost dvije napredne srebrne preljeve sa konvencionalnim srebrnim preljevima koji proizvode AG1 + IONS protiv biofilma koristeći različite in vitro i u vito modelima. Također smo procijenili učinak ovih preljeva na okruženje rana i zarastanju infekciju. Da bi se umanjili utjecaj matrice za dostavu, sve srebrne preljeve testirane su sastavljene od karboksimetilceluloze.
Naša preliminarna evaluacija ovih srebrnih preliminara Pseudomonas Aerouginosa i stafilokok aureus pokazuje da su za razliku od tradicionalnih AG1 + preljeva, AG1 + + EDTA / BC i kiseonične AG soli, efikasni u 5. Učinkovito ubijanje biofilma bakterija unutar Nekoliko dana. Pored toga, ove preljeve sprečavaju ponovno formiranje biofilma nakon ponovljenog izlaganja planktonskim bakterijama. AG1 + dresing nalazi se srebrni klorid, isti srebrni sloj i matricu baza kao AG1 + + EDTA / BC, a imao je ograničen učinak na održivost bakterijske održive u istom periodu u istom periodu. Promatranje da je preljev AG1 + + EDTA / BC bio je efikasniji od preljeva koji se sastoji od istog matrica koji se sastoji od iste matrice i srebrni spoj podržava pojmu da su potrebni dodatni sastojci za povećanje učinkovitosti srebrnog hlorida od biofilma, kao što je prijavljeno drugdje15. Ovi rezultati podržavaju ideju da BC i EDTA igraju dodatnu ulogu doprinoseći cjelokupnoj efikasnosti oblačenja i da je odsutnost ove komponente u AG1 + preljev mogla doprinijeti neuspjehu u tome da pokaže in vitro efikasnost. Otkrili smo da se kisionira sa soli sa soli koji proizvode AG2 + i AG3 + IONS izložene jaču antibakterijsku efikasnost od AG1 + i na nivoima sličnim AG1 + + EDTA / BC. Međutim, zbog visokog redox potencijala, nejasno je koliko dugo ioni AG3 + inače i efikasni protiv biofilma rana i zato zaslužuju daljnje studije. Uz to, postoji mnogo različitih preljeva koje generiraju AG1 + ione koji nisu testirani u ovoj studiji. Ove su preljeve sastoje se od različitih srebrnih spojeva, koncentracija i baznih matrica, što može utjecati na isporuku AG1 + jona i njihovu efikasnost protiv biofilma. Također je vrijedno napomenuti da postoji mnogo različitih in vitro i u vivoj modelima koji se koriste za procjenu učinkovitosti preljeva rana protiv biofilma. Vrsta korištenog modela, kao i sadržaj soli i proteina medija koji se koriste u ovim modelima, utjecat će na efikasnost preljeva. U našem modelu Vivo omogućili smo biofilmu da sazri in vitro, a zatim je prebacili na dermalnu površinu rane. Imunološki odgovor domaćina miša relativno je efikasan od planktonskih bakterija koji se primjenjuje na ranu, čime se formira biofilm dok se rana liječi. Dodavanje zrele biofilma do rane ograničava efikasnost imunološkog odgovora domaćina na biofilm formiranje tako što omogućava zreli biofilm da se uspostavi unutar rane prije nego što ozdravljenje može započeti. Dakle, naš model omogućava nam da procijenimo efikasnost antimikrobnih preljeva na zrelim biofilmima prije nego što rane počinju zacjeljivanje.
Također smo otkrili da je preljev utjecao na učinkovitost srebrnih preljeva na vitro-odrasloj biofilmi i kožu porcin. Zatvori kontakt s ranom smatra se kritičnim za antimikrobno djelotvornost svlači24,25. Oblikove koje sadrže kisikene AG soli bile su u bliskom kontaktu sa zrelim biofilmima, što rezultira značajnim smanjenjem broja održivih bakterija unutar biofilma nakon 24 sata. Suprotno tome, kada se tretira sa AG1 + i AG1 + + EDTA / BC preljev, ostao je značajan broj održivih bakterija. Ove preljeve sadrže šavove duž cijele dužine preljeva, što stvara mrtve prostore koji sprečavaju bliski kontakt s biofilmom. U našim in vitro studijama, ove kontaktne prostore spriječile su ubijanje održivih bakterija unutar biofilma. Procijenili smo bakterijsku održivost samo nakon 24 sata liječenja; Vremenom, kako se preljev postaje zasićen, može postojati manje mrtvih prostora, smanjujući područje za ove održive bakterije. Međutim, to ističe važnost sastava preljeva, a ne samo vrstu srebra u preljevu.
Iako su in vitro studije korisne za usporedbu učinkovitosti različitih srebrnih tehnologija, također je važno razumjeti efekte ovih preljeva na biofilm u Vivo, gdje su domaćini i imunološki odgovori doprinose efikasnosti sljeva protiv biofilma. Učinak ovih preljeva na biofilmima rana primijećen je pomoću skeniranja elektrona mikroskopije i za bojenje BIOFILM-a pomoću unutarćelijskih i ekstracelularnih DNK boja. Otkrili smo da su nakon 3 dana liječenja, svi preljevi bili efikasni u smanjenju DNK bez ćelija u ranama zaraženim biofilmom, ali AG1 + preljev bio je manje efikasan u ranama zaraženim u stafilokokunim aureus. Skenirajuća elektronska mikroskopija također je pokazala da su značajno manje bakterije u ranama liječenih srebrnim preljevima, iako je to bilo izraženije s dresima sa oksigeniranim AG soli i preljevom AG1 + + EDTA / BC u odnosu na AG1 + preljev. Ovi podaci pokazuju da su testirani srebrne preljeve utjecala na strukturu biofilma, ali nijedna od srebrnih preljeva nije uspjela iskorijeniti biofilm, podržavajući potrebu za holističkim pristupom infekcijama rana; Upotreba srebrnih ručica. Tretman prethodi fizičkoj cijevi za uklanjanje većine biofilma.
Hronične rane su često u stanju teške upale, a višak upalnih ćelija ostaju u tkivu rana, uzrokujući oštećenje tkiva i iscrpljivanje kisika potrebnog za efikasan ćelijski metabolizam i funkciju u ranu26. Biofilms pogoršava ovaj neprijateljski okruženje rana negativno utječe na zarastanje na različite načine, uključujući inhibiciju ćelijskog proliferacije i migracije i aktiviranje proinflamatornih citokina27. Kako srebrne prestruke postaju efikasnije, važno je razumjeti utjecaj koji imaju na okruženju rana i izlječenje.
Zanimljivo je i iako su sve srebrne preljeve utjecale na biofilm sastav, samo kiseonirano srebrne preljeve sa slanom salmovima povećane su reeptilializacija ovih zaraženih rana. Ovi podaci podržavaju naše prethodne nalaze17 i one Kalan i sur. (2017) 28, koji je pokazao dobru sigurnost i toksičnost profila sa oksigeniranim srebrnim solima, jer su niže koncentracije srebra bile efikasne protiv biofilma.
Naša trenutna studija ističe razlike u srebrnoj tehnologiji između antimikrobnih srebrnih preljeva i utjecaja ove tehnologije na okruženje rana i zarastanju infekcije. Međutim, ovi rezultati se razlikuju od prethodnih studija koje prikazuju da se oblačenje AG1 + + EDTA / BC poboljšane parametre ozlijeđenih zečjih uši u vivo. Međutim, to može biti zbog razlika u životinjskim modelima, vremenima mjerenja i metodama bakterijskog primjene29. U ovom slučaju, mjerenja rana donesena su 12 dana nakon povrede kako bi se aktivni sastojci prevladali da djeluju na biofilmu tokom dužeg vremenskog perioda. To podržava studija koja je pokazala da su klinički zaraženi čiri nogu tretirani s AG1 + + EDTA / BC u početku povećane veličine nakon jedne sedmice liječenja, a zatim u naredne 3 sedmice liječenja s AG1 + + EDTA / BC i u roku od 4 tjedna upotreba ne-antimikrobilnih. Droga. CMC preljev za smanjenje veličine čirtora30.
Određeni oblici i koncentracije srebra prethodno su pokazali citotoksični in vitro 11, ali ovi in vitro rezultati ne prevode uvijek u štetne efekte u Vivo. Pored toga, napredak u srebrnoj tehnologiji i boljem razumijevanju srebrnih spojeva i koncentracija u preljevu dovelo je do izrade mnogih sigurnih i efikasnih srebrnih preljeva. Međutim, kao srebrna tehnologija prevlačenja, važno je razumjeti utjecaj ovih preljeva na okruženje rane31,32,33. Ranije je izviješteno da povećana stopa reottelizacije odgovara povećanom dijelu anti-upalne M2 makrofage u odnosu na pro-upalni M1 fenotip. To je zabilježeno u prethodnom modelu miša u kojem su srebrne hidrogelske rane u usporedbi sa srebrnim sulfadiazinom i ne-antimikrobnim hidrogelima34.
Hronične rane mogu pokazati prekomjernu upalu i primijećena je da prisustvo viška neutrofila može biti štetno za zarastanje izlječenja35. U studiji u miševima koji se oštećuju neutrofil, prisustvo neutrofila odgođene reepitelizalizacije. Prisutnost viška neutrofila dovodi do visokih nivoa proteasija i reaktivne vrste kisika, poput superoksida i vodikovog peroksida, koji su povezani s hroničnim i sporim ozljedavim ranama37,38. Isto tako, povećanje makrofag brojeva, ako nekontrolira, može dovesti do odgođenog ozdravljenja rane39. Ovo je povećanje posebno važno ako makrofagi nisu u mogućnosti preći iz pro-upalnog fenotipa na pro-liječenje fenotip, što rezultira ranama koje ne napuštaju upalnu fazu izlječenja40. Primijetili smo smanjenje neutrofila i makrofage u ranama zaraženim biofilmom nakon 3 dana liječenja svim srebrnim preljevima, ali smanjenje je bilo izraženije sa kisičnim oblogom sa slanom. Ovo smanjenje može biti izravan rezultat imunološkog odgovora na srebro, odgovor na smanjeni bioburden ili rana u kasnijoj fazi ozdravljenja, a samim tim i imunološke ćelije u rani. Smanjenje broja upalnih ćelija u ranu može održavati okoliš koji pogoduje zacjeljivanje rana. Mehanizam akcije AG oksislava koji promoviraju zarastanje neovisno o infekciji nije jasno, ali sposobnost AG oksizatora za proizvodnju kisika i uništavanje štetnih nivoa vodikovog peroksida, možda će to objasniti i zahtijeva daljnje studije17.
Hronične zaražene rane ne iscelijere predstavljaju problem i za ljekare i pacijente. Iako mnogi preljevi zahtijevaju antimikrobno djelotvornost, istraživanje se rijetko fokusira na druge ključne faktore koji utječu na mikrokrentunje rane. Ova studija pokazuje da različite srebrne tehnologije imaju različita antimikrobna efikasnost i, važnu, različite efekte na okruženje rana i zacjeljivanje, neovisno o infekciji. Iako su ovi in vitro i u vivo studijama pokazuju efikasnost ovih preljeva u liječenju infekcija rana i promoviranje ljekovitog, randomiziranih kontroliranih ispitivanja potrebna su za procjenu učinkovitosti ovih preljeva u klinici.
Korištene skupove podataka i / ili analizirani tijekom trenutne studije dostupni su od odgovarajućeg autora na razumnom zahtjevu.
Vrijeme objavljivanja: jul-15-2024