Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá tiền lâm sàng về dòng rửa vết thương có khả năng phá vỡ biofilm được thương mại hóa cho chấn thương cơ xương
Tóm tắt
Việc điều trị các gãy xương hở vẫn là một thách thức lớn trong chăm sóc chấn thương, vì các gãy xương này đi kèm với tổn thương mô mềm nghiêm trọng, làm lộ vị trí vết thương ra tác nhân ô nhiễm và tăng nguy cơ nhiễm trùng. Sự hình thành biofilm, một môi trường giống như bao bọc hoạt động như một rào cản đối với điều trị, là chế độ chính mà các tác nhân gây nhiễm trùng tồn tại tại vị trí vết thương. Do đó, cần thiết phải xác định các phương pháp rửa có thể làm gián đoạn biofilm và tiếp xúc các tác nhân gây bệnh với điều trị. Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiệu quả của dòng rửa vết thương chống biofilm, Bactisure™, so với dung dịch muối sinh lý trong việc chăm sóc các vết thương cơ xương nặng và làm sáng tỏ những tác động tiềm tàng đến thành công của điều trị kháng sinh. Biofilm Staphylococcus aureus UAMS-1 đã được hình thành in vitro và được điều trị bằng dòng rửa Bactisure™ hoặc dung dịch muối sinh lý tiệt trùng, đơn độc hoặc kết hợp với mức ức chế dưới biofilm của vancomycin. Các phương pháp đặc trưng bao gồm định lượng khối lượng biofilm, định lượng vi khuẩn còn sống trong biofilm và hình ảnh ma trận biofilm. Để đánh giá in vivo, một mô hình điều trị muộn của gãy xương hở ô nhiễm đã được sử dụng, trong đó một khiếm khuyết có kích thước quan trọng được tạo ra trong xương đùi chuột và vị trí vết thương được nhiễm UAMS-1. Sau một sự trì hoãn 6 giờ, các vết thương được cắt bỏ mô chết, rửa bằng dòng rửa quan tâm và điều trị kháng sinh được tiến hành. Việc đếm vi khuẩn được thực hiện trên mẫu xương và thiết bị sau hai tuần. Một sự giảm ngay lập tức về khối lượng biofilm đã được quan sát thấy in vitro sau khi điều trị bằng dòng rửa chống biofilm, với một sự giảm từ 2 đến 3 log ở vi khuẩn còn sống đạt được sau 24 giờ. Hơn nữa, các biofilm được điều trị bằng dòng rửa chống biofilm kết hợp với vancomycin đã cho thấy sự giảm nhẹ nhưng có ý nghĩa thống kê trong vi khuẩn còn sống so với chỉ rửa bằng dung dịch muối sinh lý. In vivo, một sự giảm nhẹ nhưng không có ý nghĩa thống kê về khối lượng vi sinh vật trung bình đã được quan sát thấy đối với dòng rửa chống biofilm so với dung dịch muối sinh lý khi được sử dụng kết hợp với kháng sinh. Tuy nhiên, tỷ lệ mẫu xương và thiết bị có vi khuẩn phát hiện được đã giảm từ 50% xuống 38%. Những kết quả này gợi ý rằng dòng rửa vết thương chống biofilm, Bactisure™, có thể có triển vọng trong việc giảm thiểu nhiễm trùng ở các vết thương cơ xương bị ô nhiễm và cần được nghiên cứu thêm. Tại đây, chúng tôi đã đề xuất nhiều cơ chế in vitro mà dòng rửa chống biofilm này có thể giúp giảm thiểu nhiễm trùng và chứng minh rằng điều trị này hoạt động tốt hơn một chút so với dung dịch muối sinh lý trong việc kiểm soát vi sinh vật in vivo.
Từ khóa
#gãy xương hở #rửa vết thương #biofilm #nhiễm trùng #vancomycin #chăm sóc chấn thươngTài liệu tham khảo
Owens BD, Kragh JF Jr, Macaitis J, Svoboda SJ, Wenke JC. Characterization of extremity wounds in operation Iraqi freedom and operation enduring freedom. J Orthop Trauma. 2007;21(4):254–7.
Gustilo RB, Mendoza RM, Williams DN. Problems in the management of type III (severe) open fractures: a new classification of type III open fractures. J Trauma. 1984;24(8):742–6.
Anglen JO. Wound irrigation in musculoskeletal injury. JAAOS J Am Acad Orthop Surg. 2001;9(4):219–26.
Elniel AR, Giannoudis PV. Open fractures of the lower extremity: current management and clinical outcomes. EFORT Open Rev. 2018;3(5):316–25.
Gustilo RB, Anderson JT. Prevention of infection in the treatment of one thousand and twenty-five open fractures of long bones: retrospective and prospective analyses. J Bone Joint Surg AM. 1976;58(4):453–8.
Murray CK, Obremskey WT, Hsu JR, Andersen RC, Calhoun JH, Clasper JC, Whitman TJ, Curry TK, Fleming ME, Wenke JC. Prevention of infections associated with combat-related extremity injuries. J Trauma Acute Care Surg. 2011;71(2):S235–57.
Burns TC, Stinner DJ, Mack AW, Potter BK, Beer R, Eckel TT, Possley DR, Beltran MJ, Hayda RA, Andersen RC. Microbiology and injury characteristics in severe open tibia fractures from combat. J Trauma Acute Care Surg. 2012;72(4):1062–7.
Brown KV, Murray CK, Clasper JC. Infectious complications of combat-related mangled extremity injuries in the British military. J Trauma Acute Care Surg. 2010;69(1):S109–15.
Johnson EN, Burns TC, Hayda RA, Hospenthal DR, Murray CK. Infectious complications of open type III tibial fractures among combat casualties. Clin Infect Dis. 2007;45(4):409–15.
Dellinger EP, Miller SD, Wertz MJ, Grypma M, Droppert B, Anderson PA. Risk of infection after open fracture of the arm or leg. Arch Surg. 1988;123(11):1320–7.
Evans RP, Nelson CL, Harrison BH. The effect of wound environment on the incidence of acute osteomyelitis. Clin Orthop Relat Res. 1993;286:289–97.
Patzakis MJ, Wilkins J. Factors influencing infection rate in open fracture wounds. Clin Orthop Relat Res. 1989;243:36–40.
Costerton JW, Stewart PS, Greenberg EP. Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections. Science. 1999;284(5418):1318–22.
Del Pozo J, Patel R. The challenge of treating biofilm-associated bacterial infections. Clin Pharmacol Ther. 2007;82(2):204–9.
Hall-Stoodley L, Stoodley P. Evolving concepts in biofilm infections. Cell Microbiol. 2009;11(7):1034–43.
Hunter C, Duncan S. Clinical effectiveness of a biofilm disrupting surgical lavage in reducing bacterial contamination in total knee arthroplasty revision surgery in known cases of prosthetic joint infection. 2019. Available at: https://www.zimmerbiomet.com/content/dam/zb-corporate/en/products/specialties/surgical/bactisure-wound-lavage/2656.1%20US-en%20Bactisure%20White%20Paper.pdf. Accessed 1 March 2022.
Myntti M. Translation of antibiofilm technologies to wounds and other clinical care. In: Williams D, editor. Targeting biofilms in translational research, device development, and industrial sectors. Cham, Switzerland: Springer:; 2019. p. 85–85. ISBN: 978-3-030-30666-3.
Penn-Barwell J, Rand B, Brown K, Wenke J. A versatile model of open-fracture infection: a contaminated segmental rat femur defect. Bone Jt Res. 2014;3(6):187–92.
Penn-Barwell JG, Murray CK, Wenke JC. Comparison of the antimicrobial effect of chlorhexidine and saline for irrigating a contaminated open fracture model. J Orthop Trauma. 2012;26(12):728–32.
Sanchez CJ, Mende K, Beckius ML, Akers KS, Romano DR, Wenke JC, Murray CK. Biofilm formation by clinical isolates and the implications in chronic infections. BMC Infect Dis. 2013;13(1):1–12.
Sanchez CJ Jr, Akers KS, Romano DR, Woodbury RL, Hardy SK, Murray CK, Wenke JC. D-amino acids enhance the activity of antimicrobials against biofilms of clinical wound isolates of Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58(8):4353–61.
Masters EA, Trombetta RP, de Mesy Bentley KL, Boyce BF, Gill AL, Gill SR, Nishitani K, Ishikawa M, Morita Y, Ito H. Evolving concepts in bone infection: redefining “biofilm”, “acute vs. chronic osteomyelitis”, “the immune proteome” and “local antibiotic therapy.” Bone Res. 2019;7(1):1–18.
Seebach E, Kubatzky KF. Chronic implant-related bone infections—can immune modulation be a therapeutic strategy? Frontiers Immunol. 2019;10:1724.
Petrisor B, Jeray K, Schemitsch E, Hanson B, Sprague S, Sanders D, Bhandari M. Fluid lavage in patients with open fracture wounds (FLOW): an international survey of 984 surgeons. BMC Musculoskelet Disord. 2008;9(1):1–9.
Puetzler J, Zalavras C, Moriarty TF, Verhofstad MH, Kates SL, Raschke M-J, Rosslenbroich S, Metsemakers W-J. Clinical practice in prevention of fracture-related infection: an international survey among 1197 orthopaedic trauma surgeons. Injury. 2019;50(6):1208–15.
Investigators F. A trial of wound irrigation in the initial management of open fracture wounds. N Engl J Med. 2015;373(27):2629–41.
Premkumar A, Nishtala SN, Nguyen JT, Bostrom MP, Carli AV. The AAHKS best podium presentation research award: comparing the efficacy of irrigation solutions on staphylococcal biofilm formed on arthroplasty surfaces. J Arthroplast. 2021;36(7):S26–32.
Kia C, Cusano A, Messina J, Muench LN, Chadayammuri V, McCarthy MB, Umejiego E, Mazzocca AD. Effectiveness of topical adjuvants in reducing biofilm formation on orthopedic implants: an in vitro analysis. J Shoulder Elb Surg. 2021;30(9):2177–83.
O’Donnell JA, Wu M, Cochrane NH, Belay E, Myntti MF, James GA, Ryan SP, Seyler TM. Efficacy of common antiseptic solutions against clinically relevant microorganisms in biofilm. Bone Jt J. 2021;103(5):908–15.
Post V, Wahl P, Richards RG, Moriarty TF. Vancomycin displays time-dependent eradication of mature Staphylococcus aureus biofilms. J Orthop Res. 2017;35(2):381–8.
Miller KG, Tran PL, Haley CL, Kruzek C, Colmer-Hamood JA, Myntti M, Hamood AN. Next science wound gel technology, a novel agent that inhibits biofilm development by gram-positive and gram-negative wound pathogens. Antimicrob Agents Chemother. 2014;58(6):3060–72.
Owens BD, Wenke JC. Early wound irrigation improves the ability to remove bacteria. JBJS. 2007;89(8):1723–6.
Tennent DJ, Shiels SM, Sanchez CJ Jr, Niece KL, Akers KS, Stinner DJ, Wenke JC. Time-dependent effectiveness of locally applied vancomycin powder in a contaminated traumatic orthopaedic wound model. J Orthop Trauma. 2016;30(10):531–7.
Owens BD, White DW, Wenke JC. Comparison of irrigation solutions and devices in a contaminated musculoskeletal wound survival model. JBJS. 2009;91(1):92–8.
Hospenthal DR, Murray CK, Andersen RC, Bell RB, Calhoun JH, Cancio LC, Cho JM, Chung KK, Clasper JC, Colyer MH. Guidelines for the prevention of infections associated with combat-related injuries: 2011 update: endorsed by the infectious diseases Society of America and the Surgical Infection Society. J Trauma Acute Care Surg. 2011;71(2):S210–34.