Чутливість резистентних до антибіотиків клінічних штамів стафілококів і ентерококів до продуктів біодеградації магнієвого сплаву МЛ-10

Abstract

Infection complication as a result of metal alloys usage in surgery is a challenging problem in medical practice. The main infectious agents are staphylococci and enterococci, which have numerous pathogenic factors, including the ability to form biofilms on the implant surface. Objective: to study the antibacterial effect of magnesium alloy ML-10 as for antibiotic resistant strains of staphylococci and enterococci in order to substantiate the feasibility of its application in the surgical practice for implants facilitating the prevention of nosocomial infections. Methods: ML-10 magnesium alloy extract was used, as well as antibiotic resistant clinical strains of staphylococci and enterococci obtained from the wounds of patients with infection complications. During 120 hours’ incubation of the extract with bacteria, its antimicrobial activity was studied. Results: it was found that antibiotic resistant clinical strains of staphylococci and enterococci are sensitive to the products of the magnesium alloy ML- 10 biodegradation. In the process of the alloy biodegradation the formation of corrosion products occurred, which caused an increase pH of the medium from 7.2 up to 9.3. There was a significant decrease in the extract of the genera Staphylococcus and Enterococcus with an incubation time of 120 hours of thermostating. A decrease in the growth of the number of colonies on Mueller-Hinton agar was recorded after daily seeding from the extract. Conclusions: products of magnesium alloy ML- 10 biodegradation have antimicrobial effect on antibiotic resistant clinical strains of genera Staphylococcus and Enterococcus, which renders feasible the use of this metal for implants that facilitate the prevention of nosocomial infections.

Развитие инфекции при использовании в хирургии сплавов металлов является актуальной проблемой медицины. Основными возбудителями являются представители родов Staphylococcus и Enterococcus, обладающие многочисленными факторами патогенности, в т. ч. способностью к образованию биопленок на поверхности имплантатов.Цель: изучение антибактериальных свойств магниевого сплава МЛ-10 по отношению к антибиотикорезистентным штаммам стафилококков и энтерококков для обоснования возможности его применения в хирургической практике.Методы: использован экстракт магниевого сплава МЛ-10 и антибиотикорезистентные клинические штаммы стафилококков и энтерококков, выделенные из ран больных с инфекционными послеоперационными осложнениями. В течение 120-часовой инкубации экстракта с бактериями изучали его противомикробную активность.Результаты: установлено, что резистентные к антибиотикам клинические штаммы стафилококков и энтерококков чувствительны к продуктам биодеградации магниевого сплава МЛ-10. В процессе биоразложения сплава происходило образование продуктов коррозии, сопровождающееся повышением рН среды с 7,2 до 9,3. Обнаружено значительное уменьшение в экстракте представителей родов Staphylococcus и Enterococcus со временем инкубации в течение 120 ч. Зафиксировано снижение роста количества колоний на агаре Мюллера–Хинтона после ежедневного высева из экстракта.Выводы: продукты биодеградации магниевого сплава МЛ-10 обладают противомикробной активностью по отношению к антибиотикорезистентным клиническим штаммам рода Staphylococcus и Enterococcus, что делает перспективным использование этого металла для изготовления имплантатов, способствующих профилактике нозокомиальных инфекций.

Розвиток інфекції за умов використання в хірургії сплавів металів є актуальною проблемою медицини. Основними збудниками є представники роду Staphylococcus і Enterococcus, які володіють численними факторами патогенності, зокрема, здатністю до утворення біоплівок на поверхні імплантатів.Мета: вивчення антибактеріальних властивостей магнієвого сплаву МЛ-10 по відношенню до антибіотикорезистентних штамів стафілококів і ентерококів для обґрунтування можливості його застосування в хірургічній практиці.Методи: використаний екстракт магнієвого сплаву МЛ-10 і антибіотикорезистентні клінічні штами стафілококів і ентерококів, виділені з ран хворих з інфекційними післяопераційними ускладненнями. Протягом 120-годинної інкубації екстракту з бактеріями вивчали його протимікробну активність.Результати: встановлено, що резистентні до антибіотиків клінічні штами стафілококів і ентерококів чутливі до продуктів біодеградації магнієвого сплаву МЛ-10. У процесі біорозпаду сплаву відбувалося утворення продуктів корозії, що супроводжується підвищенням рН середовища з 7,2 до 9,3. Виявлено значне зменшення в екстракті представників роду Staphylococcus і Enterococcus зі збільшенням періоду інкубації протягом 120 год. Зафіксовано зниження зростання кількості колоній на агарі Мюллера–Хінтона після щоденного висіву з екстракту.Висновки: продукти біодеградації магнієвого сплаву МЛ-10 мають антимікробну дію по відношенню до антибіотикорезистентних клінічних штамів роду Staphylococcus і Enterococcus, що робить перспективним використання цього металу для виготовлення імплантатів, які сприяють профілактиці нозокоміальних інфекцій.