文摘

Antibiotic-loaded骨水泥,包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和硫酸钙(卡索₄),通常用于治疗骨科感染有关葡萄球菌spp。,尽管这种治疗方法的有效性可能有限由于抗菌素耐药性的出现和/或外科网站内生物膜的发展。镓铁(III)是一种模拟能够抑制基本iron-dependent途径,发挥广泛的抗菌活性与多种微生物,包括葡萄球菌spp。在此,我们评估PMMA和卡索₄航空公司交付的硝酸镓(III) (Ga(没有₃)₃)感染外科网站通过评估释放动力学后续整合和抗菌活性金黄色葡萄球菌和美国epidermidis。卡索PMMA和一定程度上的₄观察兼容作为遗传算法的航空公司(没有₃)₃,洗脱浓度与抗菌活性与浮游细菌,抑制细菌生长,防止细菌殖民化的珠子,对建立有效的细菌生物膜金黄色葡萄球菌和美国epidermidis。总的来说,我们的在体外结果表明,PMMA卡索相比是一种更合适的载体₄Ga(没有交付₃)₃;而且他们提供证据的潜在使用Ga(没有₃)₃与PMMA的策略对骨科感染预防和/或治疗。

1。介绍

相关骨科术后感染是一种严重的并发症导致整体医疗相关费用的增加以及病人相关的发病率(1- - - - - -4]。创伤性开放下肢骨折、感染性并发症发生在多达64%的病人,是一个重大因素手术修正的比率上升,骨愈合的时间、和肢体截肢5- - - - - -8]。虽然绝大多数的骨科相关感染包括革兰氏阳性细菌,包括甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)和葡萄球菌epidermidis(9),由于革兰氏阴性细菌感染也被描述在特定创伤骨科损伤(6,10]。值得注意的是,大部分的这些感染细菌负责显示抵抗许多常用的抗生素治疗,更为复杂的临床管理6,10- - - - - -12]。

当前大多数骨科的护理标准相关的伤口感染是外科的组合管理和系统性抗生素,通常与当地的抗菌疗法(2,3,13- - - - - -15]。控释地方抗生素感染外科网站时通常是通过使用或可吸收的运营商如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和硫酸钙,分别为(13,16,17]。最常见的包括广谱抗菌素装载在骨水泥的氨基甙类抗生素,如庆大霉素、妥布霉素、万古霉素和/或糖肽。虽然PMMA珠通常用于局部抗生素交付,从这些材料抗菌洗脱的可变性,有限的兼容性由于放热聚合材料,和二次手术切除的要求导致更频繁的临床使用可吸收材料包括硫酸钙(1,18,19]。重要的是,尽管这种治疗模式的成功与使用,抗生素耐药性的出现生物之间以及生物膜的形成据报道来减少这种干预的有效性(4,20.),强调需要使用替代药物来解决这一日益严重的临床挑战。

收购三价铁(III)(铁(III))从周围的环境是至关重要的正常细菌生理和毒性。然而,三价铁生物利用度在软组织通常保持在极低水平(< 10⁻¹⁸米)的免疫防御入侵的病原体(21]。为了应对低可用性的铁细菌进化众多策略使铁收购(22,23]。鉴于这种关键作用的铁,已经有大量研究评估潜在的铁调制作为抗菌疗法的替代方法(24- - - - - -27]。特别是nonreducible铁模拟,镓(III),常用盐硝酸镓(III)((当天₃)₃)和之前FDA批准的药物的活性成分用于治疗骨质疏松疾病如佩吉特氏和血钙过多28- - - - - -30.),已被证明具有广泛的抗菌活性对革兰氏阴性和革兰氏阳性的物种,包括葡萄球菌spp。25,26,31日- - - - - -33]。给定的化学相似性镓三价铁(III),镓可以有效地竞争,结合,抑制iron-dependent酶的活动施加强大的抗菌活性(24,25]。作为铁已被证明是必要的细菌生长和毒性,而且调节生物膜的形成在体外,使用Ga(不₃)₃可能代表一个有效的策略来预防和治疗感染。虽然有研究证明静脉使用Ga(没有的成功₃)₃治疗系统性细菌感染(34,35),我们的知识没有研究,评估使用Ga(没有₃)₃骨科相关感染的治疗。

antibiotic-loaded PMMA和硫酸钙是传统上作为骨科相关感染的预防和治疗策略,本研究的目的是确定PMMA和/或卡索₄可以用作当地运营商通过评估感染手术部位释放动力学和评价抗菌活性与浮游生物膜提取葡萄球菌在体外。

2。材料和方法

2.1。试剂

(3)硝酸镓(当天₃)₃)从Sigma-Aldrich购买(密苏里州圣路易斯和准备使用在实验分析根据制造商的建议。

2.2。菌株和文化条件

在这项研究中商业酵母菌美式文化的集合(写明ATCC马纳萨斯,弗吉尼亚州,美国),包括金黄色葡萄球菌写明ATCC 29213和葡萄球菌epidermidis写明ATCC 12228人使用。菌株培养在Mueller-Hinton琼脂板(美国Remel Lenexa, KS)或在Cation-adjusted Mueller-Hinton肉汤(MHB II)在37°C。

2.3。制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和硫酸钙珠子

PMMA珠含2.4%,4.7%,9.09%,和13% Ga(没有₃)₃是由结合40 g PALACOS R不透射线的骨水泥粉(齐默矫形外科产品,多佛,哦,美国)0.983克,1.98克,3.9 g和5.8 g的Ga(没有₃)₃粉,分别。甲基丙烯酸甲酯单体(20毫升)添加到粉,混合充分,并分布在3毫米模具,每个线程创建珠子重约20毫克。Ga(没有准备的₃)₃加载硫酸钙珠子类似的浓度,10 cc骨水泥(Osteoset Resorbable Mini-Bead装备,赖特医疗技术,Inc .)、荷兰)和0.246 g、0.492克,0.99 g和1.46 g。卡索₄珠子制作模具如上描述为使用3毫米。一个定性评估Ga(没有的效果₃)₃加载的固化时间PMMA和卡索₄珠是由测试材料随着时间的推移,相对于坚定的珠子含有糖肽的临床相关的数量、万古霉素(2.4% w / w) (1,36]。这种比较主要是展示Ga的影响(没有执行₃)₃增加固化时间可能会限制其潜在的临床效用,鉴于抗生素加载珠通常在手术准备。

2.4。Ga(不₃)₃释放动力学

收集洗脱液的Ga(没有₃)₃加载PMMA和硫酸钙,珠(3个/组)放入2毫升的PBS和孵化37°C(如前所述)(18,37]。洗脱液被日常、收集和管含珠补充新鲜PBS每日长达7天。收集洗脱液储存在−80°C到使用。

量化的镓(Ga)完成使用电感耦合等离子体质谱法(icp)的酸消化样品。简单地说,150年μL BDH Aristar +硝酸(美国70%,VWR科学、二、PA)被添加到不含金属的15毫升锥形管,紧随其后的是150μL样本。样本加热4小时紧随其后的80°C的超纯H₂O (18.2 MΩ厘米)和多元素的内部标准包含Bi, Ho, 6, Sc,结核病,Y (CLISS-1, Spex CertiPrep, Metuchen,新泽西,美国)产生一个最终解决3%的硝酸(v / v)和1 ng / mL的内部标准的样本总量5毫升。个人遗传算法基本标准由稀释1000μ克/毫升的认证标准Ga(美国弗吉尼亚州无机企业、Christiansburg) 10μg / mL。然后通过Ga标准连续稀释获得9元素标准和一个空白。所有的标准包含3%硝酸(v / v)和1 ng / mL的内部标准的样本总量5毫升。icp进行计算机控制(Qtegra软件2.4 v)热iCap Qc icp(热费希尔科学、沃尔瑟姆,妈,美国)在标准模式操作,配备260 CETAC Autosampler(美国奥马哈,NE)。每个样本都使用一个收购35秒吸收和90秒时间冲刷(冲洗Aristar + HNO 3%₃(v / v)), 1调查运行(3扫,10 ms停留时间),和三个主要(峰值跳)运行(100年清洁工,100 ms停留时间)。选择的同位素分析69,71,89 y和115年被选为内部标准数据插值。仪器性能是通过自动调谐优化日常验证紧随其后。镓的绝对值μM]以及随着时间的推移累积释放,释放百分比一样表达原始加载总额为甲基丙烯酸或卡索₄绘制。

2.5。抗菌活性Ga(没有₃)₃对浮游细菌

Ga的抑制浓度(没有₃)₃决定使用修改后的版本的肉汤采用试验在96 -圆底板块(如前所述18,20.,34,35]。总之,细菌生长在MHB II肉汤光学密度0.1(~ 10(600海里)⁸CFU /毫升),水洗,resuspended稀释MHB II (0.3 g / L)汤最后细菌浓度的10⁶CFU /毫升。一百毫升水中然后转移到个人的圆底胶板(~ 10⁵包含100 CFU /好)μL (Ga(没有₃)₃0.25增加浓度,-512μM,稀释在MHB II (0.3 g / L)肉汤2 x的浓度。一夜之间,细菌被孵化在37°C在静态条件下,一夜之间孵化后,光学密度()测量。

2.6。使用遗传算法(没有₃)₃加载PMMA和卡索₄珠子在汤抑制细菌生长

评估Ga(没有的抗菌能力₃)₃加载不同浓度对浮游细菌的珠子肉汤文化,珠(3 /组)被添加到无菌15毫升锥形管包含5毫升细菌培养适应10⁶MHB II CFU /毫升(0.3 g / L)汤。包含Ga(没有文化₃)₃珠子是coincubated 37°C的风潮长达7天,每24小时删除文化和交换。天1、3和7,100μL摘除和细菌生存在文化是由电镀系列稀释到MHB琼脂板上。作为实验的对照组,卸载(0.0%)PMMA和卡索₄珠子。数据被表示为日志减少相对于细菌培养,生长在MHB II (0.3 g / L)汤没有PMMA或卡索₄珠子。

2.7。Ga(没有细菌殖民化₃)₃加载PMMA和卡索₄珠子

评估Ga(没有的效果₃)₃加载的细菌殖民化PMMA和卡索₄与洗脱同时珠子,Ga(没有₃)₃加载和卸载珠子(6 /)放入6-well盘子和培养7天如前所述[20.]。短暂4毫升MHB二汤,0.3 g / L,包含10⁶CFU /毫升细菌添加到个人井包含PMMA或卡索₄包含Ga含量的增加(没有珠子₃)₃。每24小时,汤的文化被拆除,代之以新的细菌培养暴露珠子连续细菌的挑战。天1、3和7,珠子从盘子取出,用无菌1 x PBS,并放在个人的96孔板,和包含珠子的盘子是用去除附着的细菌。可行的细菌从珠子的数量是由电镀系列稀释到MHB琼脂板如前所述[38]。

2.8。Ga(没有活动₃)₃加载珠子建立细菌生物膜

生物膜是开发和评估对Ga(没有₃)₃使用最小的生物膜根除浓度(MBEC)宝洁板块(Innovotech,加拿大阿尔伯塔省)和一些小的修改(如前所述38- - - - - -40]。总之,180年μL的细菌稀释至10⁶CFU /毫升加入个别井MBEC板块和孵化48小时37°C用颤抖的在150 rpm(美国VWR,二,PA)。孵化后,板顶部包含挂钩和建立生物膜在无菌1 x PBS冲洗,放置在一个挑战板包含Ga(没有₃)₃-512年,0.25μ米,或Ga(没有₃)₃加载珠子(2.4 -13%)MHB II (0.3 g / L)肉汤和孵化一个额外的24小时。治疗后,钉子然后冲洗,用15分钟40千赫(美国布兰森超声学Corp .)、丹伯里,CT)成一个96孔板包含PBS。细菌的生存能力是由电镀系列稀释到MHB琼脂板上。

2.9。统计分析

在适当情况下,统计分析使用一个未配对的学生以及或单向方差分析Dunnett事后评价的多个处理组之间的对照组比较。的值被认为是具有统计学意义。所有实验分析进行了一式三份。

3所示。结果

3.1。Ga(没有活动₃)₃对浮游文化,建立了生物膜金黄色葡萄球菌和美国epidermidis

初始测试的Ga(没有的效果₃)₃在浮游的增长金黄色葡萄球菌写明ATCC 29213和美国epidermidis写明ATCC 12228年执行使用修改后的版本的肉汤采用微量测定铁耗尽媒体评估抗菌活性并确保细菌菌株的敏感性研究中使用。Ga(无抗菌活性₃)₃在浮游,文化发展,细菌被观察到的应变和浓度显著降低细菌生长在浓度≥16μM≥4μ米为金黄色葡萄球菌和美国epidermidis分别(图1(一))。值得注意的是,浓度的Ga(没有₃)₃≥64μM是观察到完全抑制细菌生长的菌株进行测试。除了活动浮游细菌,Ga(没有₃)₃也观察到有抗菌活性与生物膜吗金黄色葡萄球菌和美国epidermidis要高出许多,年息最高浓度≥128μM和≥256μM,分别,而浮游同行(图1 (b))。

3.2。在体外Ga(没有的释放₃)₃从PMMA和卡索₄

评估潜在的使用PMMA和卡索₄为Ga(没有航母₃)₃我们评估加载各种浓度的影响在这些材料的固化时间;此外我们镓(III)的释放动力学特征。将Ga(没有₃)₃在PMMA浓度≥9.09% (w / w)延长了时间的养护PMMA大约1小时相比大约~ 15分钟固化所需的万古霉素加载PMMA (2.4% w / w)。值得注意的是,虽然PMMA珠并没有完全治愈,即使在30分钟之后,材料是可行的,保持结构完整性与处理。与PMMA, Ga(不整合₃)₃在卡索₄到13% (w / w)没有观察到有任何对固化时间的影响,相对于珠子含有万古霉素。

Ga(没有的释放₃)₃从PMMA和卡索₄的特点是快速最初版本随后缓慢持续释放。Ga(不₃)₃释放PMMA有大量的初始破裂,释放出55%,34%,19%,和22%的总金额加载在第一天和达到平均浓度,,,μ米,2.4%,4.7%,9.09%,和13% (w / w),分别为(数字2(一个)和2 (c))。这个初始破裂后,洗脱Ga(没有₃)₃要低得多,持续7天释放59%,37%,23%,和25%,达到平均水平的,,,μ米,2.4%,4.7%,9.09%,和13% (w / w),分别。同样,Ga(没有₃)₃释放卡索₄也有大量的初始破裂释放21%,26%,28%,28%在第一天和达到平均浓度,,,μ米,2.4%,4.7%,9.09%,和13% (w / w),分别为(数字2 (b)和2 (d))。Ga(不₃)₃释放卡索₄检测到7天计算,释放出39%,39%,35%,和36%,和达到的水平意味着什么,,,μ米,2.4%,4.7%,9.09%,和13% (w / w),分别。

3.3。抑制活性的Ga(没有₃)₃加载PMMA和卡索₄珠子

评价抗菌活性金黄色葡萄球菌和美国epidermidis、细菌培养暴露在PMMA或卡索₄珠子含有2.4%、4.7%、9.09%或13% (w / w) Ga(没有₃)₃在稀释的MHB II汤(图3)。控制(空;0.0%)PMMA和卡索₄珠子没有观察到有任何针对两个菌株的抗菌活性测试。相比之下,Ga(没有₃)₃加载PMMA珠有抗菌活性对金黄色葡萄球菌和美国epidermidis随着时间的推移(图3(一个)和3 (b))。对金黄色葡萄球菌将Ga(没有₃)₃对PMMA在2.4% - -4.7% (w / w)降低4 - 6-log在前三天,而没有第七天观察到显著的抗菌活性。将Ga(没有₃)₃对PMMA在浓度9.09% - -13% (w / w)的排名发生了最为戏剧性的效果减少6 -之间的细菌培养和10-logs第一天期间,与≥3-log减少(图7天3(一个))。有趣的是,对美国epidermidis暴露于Ga(没有₃)₃加载珠子在所有的浓度测试观察到有更大的效果,减少细菌培养,减少4 -和6-log之间、评估(图7天3 (b))。类似于PMMA珠,Ga(没有加载₃)₃在卡索₄也观察到有抗菌活性对吗金黄色葡萄球菌和美国epidermidis(数据3 (c)和3 (d))。Ga(没有的抗菌效果₃)₃加载卡索₄也依赖于加载总浓度金黄色葡萄球菌,虽然只是Ga (NO的浓度更高₃)₃加载、9.09 - 13.0% (w / w),观察达到更好的细菌减少,而低浓度,2.4 - -4.7% (w / w),有更少的影响(图3 (c)),这可能反映了低水平的遗传算法(没有₃)₃在随后的时间点发布。与镓加载PMMA的效果观察,抗菌活性美国epidermidis多变量有显著的抗菌活性观察珠子含有≥4.7% (w / w)(图3 (d))。

3.4。Ga(没有效果₃)₃加载在细菌殖民化的PMMA和卡索₄珠子

由于生物膜的形成和骨科感染之间的关系,我们也评估Ga(没有的有效性₃)₃加载PMMA和卡索₄珠子表面阻碍细菌殖民化。Ga(没有的公司₃)₃在PMMA明显减少细菌殖民化天1和3金黄色葡萄球菌和美国epidermidis和7天美国epidermidis(数据4(一)和4 (b))。相比之下,将Ga(没有₃)₃在卡索₄即使在最高浓度只是观察到抑制的殖民金黄色葡萄球菌后1天,但不是之后(图4 (c))。加载Ga(没有₃)₃≥4.7% (w / w)为卡索₄是观察到显著减少珠子表面的殖民美国epidermidis评估(图7天4 (d))。

3.5。Ga(没有活动₃)₃加载PMMA珠上建立了葡萄球菌生物膜

鉴于遗传算法(没有的能力₃)₃减少细菌殖民化加载珠子,我们评估是否Ga(没有₃)₃加载珠子也保留活动反对建立生物膜金黄色葡萄球菌和美国epidermidis。24小时后暴露的Ga(没有预先形成生物膜₃)₃加载PMMA珠导致2 -内4-log减少可行的细菌金黄色葡萄球菌和美国epidermidis生物膜与未经处理的控制,这是高度依赖于加载到PMMA(图的百分比5(一个))。同样,卡索₄加载珠子被观察到有2 - 3-log减少可行的细菌(图5 (b))。

4所示。讨论

骨科相关感染继续是一个重要的并发症,有助于提高整体医疗相关费用以及病人相关的发病率(1,3,6,7]。目前,这种感染的临床管理指南包括手术治疗结合系统性和/或当地的抗菌治疗。然而,抗生素耐药性的出现除了细菌生物膜内开发和持续的能力已被证明限制这种干预的有效性(4,11,12,20.),强调需要发展新的治疗策略来解决这一日益严重的临床挑战。最近,使用模拟镓nonreducible铁(III),盐Ga(没有₃)₃被证明有抗菌活性,对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌在体外和在活的有机体内(24- - - - - -26,34,35]。在Ga(不₃)₃已经被FDA批准用于治疗病态骨质疏松疾病(28- - - - - -30.),治疗骨科相关感染的直接使用,据我们所知,还没有评估。因此,本研究的目的是评估是否Ga(没有₃)₃可以被纳入和释放PMMA和卡索₄珠子当地交付到伤口作为骨科相关感染的潜在的治疗策略。

鉴于这种治疗方法的局限性,最近已经有了复苏的努力优化这一干预通过使用和/或公司独特的抗菌药物单独或组合(4,41,42),以及实验策略使用各种化合物的抗菌活动(43- - - - - -45]。尽管这些方法可能会提供一个直接的好处目前使用抗菌素,抗菌素耐药性的威胁仍然是一个主要的限制因素;而且对于那些实验策略直接临床使用的可能性将是有限的,而不是使用一段时间。由于三价铁的关键作用和正常生理细菌毒性,使用Ga(没有₃)₃已被证明有明显的抗菌活性与临床相关的细菌,包括葡萄球菌spp。铜绿假单胞菌,答:baumannii(24- - - - - -26]。骨水泥,包括甲基丙烯酸和卡索₄,通常用于当地交付到受感染的网站来实现高浓度。虽然这两种不同运营商提供一定的优势,一个主要的限制因素是抗菌和/或代理的兼容性被合并(1,19]。作为显示在图2我们在此表明,Ga(没有₃)₃是兼容的纳入和释放PMMA和卡索₄。类似于其他以前描述的抗生素PMMA的释放(16,18,46,47),释放Ga(没有₃)₃特点是大量的初始破裂,可检测浓度之间的300年和1500年意味着什么μ米,紧随其后的是持续释放七天期间。对PMMA,把较低的百分比,2.4 - -4.7% (w / w),观察到有一个更大的累积释放(59%和37%,分别地。)相比珠子含有更高的百分比(23 - 25%)。值得注意的是,尽管Ga(没有₃)₃从卡索释放也观察到₄,累积释放相比要低得多(21 - 28%),而不是观察到随着越来越多的Ga(没有增加₃)₃合并。虽然不清楚确切的原因,有可能卡索₄可能与镓,随后抑制其释放。仅从这洗脱动力学的评估来看,我们的研究结果表明,PMMA可能是一个更合适的载体为当地Ga(没有交付₃)₃。值得注意的是,虽然没有Ga(不整合的影响₃)₃设置时间观察卡索₄直接掺入浓度增加的Ga(没有₃)₃(w / w)≥9.09%为PMMA并显著延长固化时间(约1小时)。因为抗生素浸渍珠子在手术准备,只是伤口内放置之前,我们的观察表明潜在的限制使用Ga(没有₃)₃与PMMA,特别是浓度> 9.09%。重要的是,虽然这是第一次研究评价的结合和释放Ga(没有₃)₃从骨水泥,我们发现之前的报告显示骨水泥的效用,特别是PMMA,除了抗生素抗菌药物的交付,包括抗菌肽(44)和防腐剂,如洗必泰和季铵化合物(45,48),展示使用这些材料的兼容性与各种类型的代理,包括Ga(没有₃)₃尽管有局限性。

是一种有效的治疗,代理商纳入PMMA或卡索₄应该适合生物体(s)涉嫌造成感染,同时也被筛选了局部浓度足以实现抗菌活性。与释放动力学研究的结果一致,Ga(没有₃)₃加载PMMA和卡索₄珠子被观察到的抗菌活性的浮游文化金黄色葡萄球菌和s . epidermidis作为显示在图3。Ga(没有的抗菌活性₃)₃加载珠子被观察到的最有效的在第一次3天,与较高的洗脱镓(III)远高于对浮游细菌的抑制浓度,但在7天内迅速失去活动之际,恰逢释放镓(III)水平低于这个水平(≤13μ米)。与抗菌活性观察镓加载PMMA珠,镓的抗菌活动卡索加载₄珠子是多变量展示有限活动对细菌均比PMMA进行测试。如上所示,Ga(没有的抗菌活性的差异₃)₃可能部分解释的交互和卡索镓吗₄,从而限制活动,这将符合低累积释放镓以及抗菌活性降低,尽管检测镓发布。我们的研究结果表明Ga(没有的活动₃)₃对葡萄球菌物种符合先前的研究[25,26),证明治疗的效用模式利用Ga(没有₃)₃作为骨科感染的治疗策略。

虽然antibiotic-loaded骨水泥已被证明是非常有效的针对浮游细菌,使用这种治疗方法对生物膜通常是有限的(4,18,49]。这部分是由于生物膜内细菌代谢活动降低,限制了可用的大多数活动抗菌药物为主要机制的行动目标积极分裂细胞,和生产的胞外聚合物基体周围的社区,限制抗生素的扩散到生物膜(50,51]。由于生物膜之间的关系和建立骨科感染(4我们也评估是否Ga(没有₃)₃可能会限制细菌殖民化(即加载珠子。、生物膜的形成)的珠子;此外我们评估是否保留活动反对建立细菌生物膜。表明,Ga(没有₃)₃加载PMMA珠,在较小程度上镓加载卡索₄珠子,观察减少细菌殖民化。这些发现具有特别重要的意义,对PMMA珠时,可能可以成为一个异物,必须由细菌殖民化后洗脱的注册代理36]。而遗传算法(没有的能力₃)₃珠子限制细菌殖民化了降低随着时间的推移,我们的发现所观察到的类似抗生素加载珠子,包括万古霉素、妥布霉素(20.]。重要的是,相比在活的有机体内设置,该模型用于评估表面进行殖民与日常征服在非常严格的条件下,细菌培养液(~ 10⁶),它可能会比这更大的遇到了一个包含单个感染性伤口内剂量。未来的研究评估殖民在活的有机体内条件是保证给我们的局限性在体外研究。

除了对浮游细菌抗菌活性,Ga(没有₃)₃释放PMMA和卡索₄(图5)被观察到的活动对预先形成生物膜金黄色葡萄球菌和美国epidermidis。同时观察抗菌活性与生物膜,相比那些影响浮游细菌明显减少,降低日志显示的减少细菌,突显出问题处理生物膜。虽然接触Ga(没有₃)₃释放PMMA卡索₄没有完全根除细菌在生物膜内,我们的研究结果表明,Ga(没有₃)₃并保留一些活动对生物膜除了浮游细菌。这尤其重要,因为生物膜被认为发挥重要作用在手术部位感染(52,53]。

虽然我们的研究提供了初步证据表明与骨水泥的兼容性和潜在的Ga(没有使用₃)₃骨科相关感染的治疗,我们目前的研究也有一些局限性。首先,本研究是完全进行在体外在理想条件下,不准确的概括在活的有机体内条件。因此,延长这些发现的影响,本研究的结果需要进一步评估确定Ga(没有的有效性₃)₃浸渍PMMA和卡索₄珠子减少微生物在一个负担在活的有机体内环境。其次,尽管Ga(没有暴露后抗菌活性₃)₃观察对浮游生物膜和在较小程度上建立的金黄色葡萄球菌和美国epidermidis,重要的是要注意,这个活动主要是存在剂量依赖的相关性,没有导致不育。这构成了特定的临床问题,剩余的生物治疗后可能导致感染复发手术中的网站。根据最近的研究证明提高活动的传统Ga(没有抗菌素₃)₃,未来的研究评估使用Ga(没有₃)₃作为治疗相结合,而不是一个单一疗法,可以解决这种限制,扩大临床应用(34]。本研究的第三个限制是我们只评估公司和释放从单一类型的PMMA和卡索₄。洗脱动力学已经观察到的差异的不同类型的商用骨水泥(54,55),这可能是有关评估释放Ga(没有₃)₃来自不同来源的确定最优交货设备到外科网站发布。最后,而Ga(没有₃)₃目前批准用于治疗癌症相关的血钙过多,目前的治疗方案,基于静脉输液,让血清水平的10 - 20μ米(29日,30.]。根据研究,这些水平将是无效的,要求实现抗菌活性更高的水平金黄色葡萄球菌和美国epidermidis。虽然有研究广泛评估和确定Ga(没有₃)₃有最小的毒性在体外更高水平的Ga(没有₃)₃从PMMA和卡索₄远高于那些水平之前测试保证进一步调查来评估生物相容性和细胞功能的影响,特别是对成骨细胞和破骨细胞,以确定感染外科网站直接应用的局限性。

5。结论

使用抗生素骨水泥加载的是一个标准的护理用于预防和/或治疗骨科感染。在这里,我们表明,Ga(没有₃)₃可以加载到和筛选了PMMA和卡索₄在对浮游和生物膜的有效浓度葡萄球菌spp,通常与骨科相关感染有关。总的来说,我们的在体外研究结果表明,Ga(没有的本地交付₃)₃可能是一个有效的策略预防和/或治疗骨科相关感染。未来的研究需要充分利用动物模型描述这种治疗方式的临床作用。

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利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

承认

这项工作是由校内的战斗伤亡研究项目的资助下,医学研究和装备司令部。