Matur nuwun sampun ngunjungi Nature.com. Versi browser sing sampeyan gunakake nduweni dhukungan CSS sing winates. Kanggo asil sing paling apik, disaranake sampeyan nggunakake versi browser sing luwih anyar (utawa mateni Mode Kompatibilitas ing Internet Explorer). Kangge, kanggo njamin dhukungan sing terus-terusan, kita nampilake situs tanpa gaya utawa JavaScript.
Pertumbuhan mikroba ing tatu asring katon minangka biofilm, sing ngganggu penyembuhan lan angel diilangi. Perban perak anyar ngaku bisa nglawan infeksi tatu, nanging khasiat antibiofilm lan efek penyembuhan sing ora gumantung karo infeksi umume ora dingerteni. Nggunakake model biofilm Staphylococcus aureus lan Pseudomonas aeruginosa in vitro lan in vivo, kita nglaporake efektifitas perban sing ngasilake ion Ag1+; perban Ag1+ sing ngemot asam etilenadiaminatetraasetat lan benzetonium klorida (Ag1+/EDTA/BC), lan perban sing ngemot perak nitrat (Ag oxysalts). , sing ngasilake ion Ag1+, Ag2+ lan Ag3+ kanggo nglawan biofilm tatu lan efeke ing penyembuhan. Perban Ag1+ duwe efek minimal ing biofilm tatu in vitro lan ing tikus (C57BL/6j). Kosok baline, garam Ag sing dioksigenasi lan perban Ag1+/EDTA/BC nyuda jumlah bakteri sing bisa urip ing biofilm in vitro lan nuduhake pengurangan sing signifikan ing komponen bakteri lan EPS ing biofilm tatu tikus. Perban iki nduweni efek sing beda-beda tumrap penyembuhan tatu sing kena infeksi biofilm lan sing ora kena infeksi biofilm, kanthi perban uyah sing dioksigenasi nduweni efek sing luwih migunani tumrap reepitelialisasi, ukuran tatu, lan inflamasi dibandhingake karo perawatan kontrol lan perban perak liyane. Sifat fisikokimia sing beda-beda saka perban perak bisa uga nduweni efek sing beda-beda tumrap biofilm tatu lan penyembuhan, lan iki kudu ditimbang nalika milih perban kanggo perawatan tatu sing kena infeksi biofilm.
Tatu kronis ditegesake minangka "tatu sing gagal ngliwati tahapan penyembuhan normal kanthi teratur lan tepat wektu" 1. Tatu kronis nggawe beban psikologis, sosial, lan ekonomi kanggo pasien lan sistem perawatan kesehatan. Pengeluaran NHS tahunan kanggo nambani tatu lan komorbiditas sing ana gandhengane kira-kira £8,3 milyar ing taun 2017-182. Tatu kronis saiki uga dadi masalah sing mendesak ing Amerika Serikat, kanthi Medicare ngira-ngira biaya tahunan kanggo nambani pasien sing tatu ana ing $28,1-$96,8 milyar3.
Infeksi minangka faktor utama sing nyegah penyembuhan tatu. Infeksi asring katon minangka biofilm, sing ana ing 78% tatu kronis sing ora mari. Biofilm kawangun nalika mikroorganisme nempel kanthi permanen ing permukaan, kayata permukaan tatu, lan bisa nglumpuk kanggo mbentuk komunitas penghasil polimer ekstraseluler (EPS). Biofilm tatu digandhengake karo peningkatan respon inflamasi sing nyebabake kerusakan jaringan, sing bisa nundha utawa nyegah penyembuhan4. Peningkatan kerusakan jaringan bisa uga amarga peningkatan aktivitas metalloproteinase matriks, kolagenase, elastase lan spesies oksigen reaktif5. Kajaba iku, sel inflamasi lan biofilm dhewe minangka konsumen oksigen sing dhuwur lan mulane bisa nyebabake hipoksia jaringan lokal, sing ngurangi sel oksigen penting sing dibutuhake kanggo ndandani jaringan sing efektif6.
Biofilm diwasa tahan banget marang agen antimikroba, mbutuhake strategi agresif kanggo ngontrol infeksi biofilm, kayata perawatan mekanik sing diikuti karo perawatan antimikroba sing efektif. Amarga biofilm bisa cepet regenerasi, antimikroba sing efektif bisa nyuda risiko reformasi sawise debridemen bedhah7.
Perak saya tambah akeh digunakake ing perban antimikroba lan asring digunakake minangka perawatan lini pertama kanggo tatu sing kena infeksi kronis. Ana akeh perban perak sing kasedhiya sacara komersial, saben-saben ngemot komposisi, konsentrasi, lan matriks basa perak sing beda. Kemajuan ing ban lengan perak wis nyebabake pangembangan ban lengan perak anyar. Wangun logam perak (Ag0) iku inert; Kanggo entuk efektifitas antimikroba, kudu kelangan elektron kanggo mbentuk perak ionik (Ag1+). Perban perak tradisional ngemot senyawa perak utawa perak logam sing, nalika kena cairan, bosok dadi ion Ag1+. Ion Ag1+ iki reaksi karo sel bakteri, mbusak elektron saka komponen struktural utawa proses kritis sing dibutuhake kanggo kaslametan. Teknologi sing dipatenake wis nyebabake pangembangan senyawa perak anyar, Ag oxysalts (perak nitrat, Ag7NO11), sing kalebu ing perban tatu. Ora kaya perak tradisional, dekomposisi uyah sing ngemot oksigen ngasilake kahanan perak kanthi valensi sing luwih dhuwur (Ag1+, Ag2+ lan Ag3+). Panliten in vitro nuduhake yen konsentrasi uyah perak oksigen sing sithik luwih efektif tinimbang perak ion tunggal (Ag1+) nglawan bakteri patogen kayata Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus lan Escherichia coli8,9. Jinis dressing perak anyar liyane kalebu bahan tambahan, yaiku asam etilendiamintetraasetat (EDTA) lan benzetonium klorida (BC), sing dilaporake nargetake biofilm EPS lan kanthi mangkono nambah penetrasi perak menyang biofilm. Teknologi perak anyar iki nawakake cara anyar kanggo nargetake biofilm tatu. Nanging, dampak antimikroba kasebut ing lingkungan tatu lan penyembuhan sing ora gumantung infeksi penting kanggo mesthekake yen ora nggawe lingkungan tatu sing ora apik utawa nundha penyembuhan. Kekhawatiran babagan sitotoksisitas perak in vitro wis dilaporake karo sawetara dressing perak10,11. Nanging, sitotoksisitas in vitro durung diterjemahake dadi keracunan in vivo, lan sawetara dressing Ag1+ wis nuduhake profil keamanan sing apik12.
Ing kene, kita nyelidiki efektifitas dressing karboksimetilselulosa sing ngemot formulasi perak anyar nglawan biofilm tatu in vitro lan in vivo. Kajaba iku, efek saka dressing kasebut marang respon imun lan penyembuhan tanpa gumantung saka infeksi uga ditaksir.
Kabeh dressing sing digunakake kasedhiya sacara komersial. 3M Kerracel Gel Fiber Dressing (3M, Knutsford, UK) minangka dressing serat gel 100% karboksimetilselulosa (CMC) non-antimikroba sing digunakake minangka dressing kontrol ing panliten iki. Telung dressing perak CMC antimikroba dievaluasi, yaiku dressing 3M Kerracel Ag (3M, Knutsford, UK), sing ngandhut 1,7% uyah perak beroksigen (Ag7NO11) ing ion perak valensi sing luwih dhuwur (Ag1+, Ag2+ lan Ag3+). Sajrone dekomposisi Ag7NO11, ion Ag1+, Ag2+ lan Ag3+ dibentuk kanthi rasio 1:2:4. Saus Aquacel Ag Extra sing ngandhut 1,2% perak klorida (Ag1+) (ConvaTec, Deeside, UK) 13 lan saus Aquacel Ag + Extra sing ngandhut 1,2% perak klorida (Ag1+), EDTA lan benzetonium klorida (ConvaTec, Deeside, UK) 14.
Galur sing digunakake ing panliten iki yaiku Pseudomonas aeruginosa NCTC 10781 (Public Health England, Salisbury) lan Staphylococcus aureus NCTC 6571 (Public Health England, Salisbury).
Bakteri ditumbuhake sewengi ing duduh kaldu Muller-Hinton (Oxoid, Altrincham, Inggris). Kultur sewengi banjur diencerake 1:100 ing duduh kaldu Mueller-Hinton lan 200 µl dilapisi ing membran siklopore Whatman steril 0,2 µm (Whatman plc, Maidstone, Inggris) ing piring agar Mueller-Hinton (Sigma-Aldrich Company Ltd, Kent, Inggris Raya). ) Pembentukan biofilm kolonial ing suhu 37°C sajrone 24 jam. Biofilm kolonial iki diuji kanggo penyusutan logaritmik.
Potong dressing dadi potongan kothak ukuran 3 cm2 lan basahi nganggo banyu deionisasi steril. Pasang perban ing ndhuwur biofilm koloni ing piring agar. Saben 24 ha biofilm dicopot, lan bakteri sing urip ing njero biofilm (CFU/ml) diukur kanthi pengenceran serial (10−1 nganti 10−7) ing kaldu netralisasi Day-Angle (Merck-Millipore). Sawise 24 jam inkubasi ing suhu 37°C, cacah piring standar ditindakake ing piring agar Mueller-Hinton. Saben perawatan lan titik wektu ditindakake kaping telu, lan cacah piring diulang kanggo saben pengenceran.
Kulit weteng babi dijupuk saka babi wadon Gedhe Putih sajrone 15 menit sawise disembelih miturut standar ekspor Uni Eropa. Kulit dicukur lan diresiki nganggo tisu alkohol, banjur dibekukan ing suhu -80°C sajrone 24 jam kanggo ngurangi vitalitas kulit. Sawise dicairke, potongan kulit 1 cm2 dicuci kaping telu nganggo PBS, natrium hipoklorit 0,6%, lan etanol 70% sajrone 20 menit saben-saben. Sadurunge mbusak epidermis, copot etanol sing isih ana kanthi ngumbah kaping 3 ing PBS steril. Kulit dikultur ing piring 6-sumur kanthi membran nilon kandel 0,45 μm (Merck-Millipore) ing ndhuwur lan 3 bantalan penyerap (Merck-Millipore) sing ngemot 3 ml serum janin sapi (Sigma) sing ditambah karo 10% Dulbecco's Modified Eagle. Medium (Dulbecco's Modified Eagle Medium – Aldrich Ltd.).
Biofilm kolonial ditandur kaya sing diterangake kanggo studi paparan biofilm. Sawise budidaya biofilm ing membran sajrone 72 jam, biofilm ditrapake ing permukaan kulit nggunakake loop inokulasi steril lan membran dicopot. Biofilm banjur diinkubasi ing dermis babi sajrone 24 jam tambahan ing suhu 37°C supaya biofilm diwasa lan nempel ing kulit babi. Sawise biofilm diwasa lan nempel, perban 1,5 cm2, sing wis dibasahi nganggo banyu suling steril, ditrapake langsung ing permukaan kulit lan diinkubasi ing suhu 37°C sajrone 24 jam. Bakteri sing urip divisualisasikake kanthi pewarnaan kanthi ngetrapake reagen viabilitas sel PrestoBlue (Invitrogen, Life Technologies, Paisley, UK) kanthi seragam ing permukaan apikal saben eksplan lan diinkubasi sajrone 5 menit. Gunakake kamera digital Leica DFC425 kanggo langsung njupuk gambar ing mikroskop Leica MZ8. Area sing wernane jambon diukur nggunakake piranti lunak Image Pro versi 10 (Media Cybernetics Inc, Rockville, MD Image-Pro (mediacy.com)). Mikroskop elektron pindai ditindakake kaya sing diterangake ing ngisor iki.
Bakteri sing ditandur sewengi diencerake 1:100 ing kaldu Mueller-Hinton. 200 μl kultur ditambahake ing membran siklopore Whatman 0,2 μm steril (Whatman, Maidstone, UK) lan dilapisi ing agar Mueller-Hinton. Piring biofilm diinkubasi ing suhu 37°C sajrone 72 jam kanggo ngidini pembentukan biofilm sing diwasa.
Sawisé 3 dina biofilm mateng, perban kothak 3 cm2 dipasang langsung ing biofilm lan diinkubasi ing suhu 37°C suwéné 24 jam. Sawisé perban dicopot saka permukaan biofilm, 1 ml PrestoBlue Cell Viability Reagent (Invitrogen, Waltham, MA) ditambahake ing permukaan saben biofilm suwéné 20 detik. Permukaan kasebut dikeringake sadurungé owah-owahan warna direkam nganggo kamera digital Nikon D2300 (Nikon UK Ltd., Kingston, UK).
Siapke kultur sewengi ing agar Mueller-Hinton, pindahake koloni individu menyang 10 ml kaldu Mueller-Hinton lan inkubasi ing shaker ing suhu 37°C (100 rpm). Sawise inkubasi sewengi, kultur diencerake 1:100 ing kaldu Mueller-Hinton lan 300 µl dicopot ing membran siklopore Whatman bunder 0,2 µm (Whatman International, Maidstone, UK) ing agar Mueller-Hinton lan diinkubasi ing suhu 37°C sajrone 72 jam. . Biofilm diwasa ditrapake ing tatu kaya sing diterangake ing ngisor iki.
Kabeh pakaryan karo kewan ditindakake ing Universitas Manchester miturut lisensi proyek sing disetujoni dening Kantor Kesejahteraan Kewan lan Tinjauan Etis (P8721BD27) lan miturut pandhuan sing diterbitake dening Kantor Dalam Negeri miturut ASPA sing direvisi taun 2012. Kabeh penulis netepi pandhuan rawuh. Tikus C57BL/6j umur wolung minggu (Envigo, Oxon, Inggris) digunakake kanggo kabeh panliten in vivo. Tikus dibius nganggo isoflurane (Piramal Critical Care Ltd, West Drayton, Inggris) lan permukaan dorsal dicukur lan diresiki. Saben tikus banjur diwenehi tatu eksisi 2 × 6 mm nggunakake pukulan biopsi Stiefel (Schuco International, Hertfordshire, Inggris). Kanggo tatu sing kena infeksi biofilm, olesake biofilm kolonial 72 jam sing ditanam ing membran kaya sing diterangake ing ndhuwur menyang lapisan dermal tatu nggunakake loop inokulasi steril langsung sawise ciloko lan buang membran kasebut. Siji sentimeter persegi perban wis dibasahi nganggo banyu steril kanggo njaga lingkungan tatu sing lembab. Perban diolesake langsung ing saben tatu lan ditutupi nganggo film 3M Tegaderm (3M, Bracknell, UK) lan perekat cair Mastisol (Eloquest Healthcare, Ferndale, MI) sing diolesake ing pinggir-pinggire kanggo menehi adhesi tambahan. Buprenorphine (Animalcare, York, UK) diwenehake kanthi konsentrasi 0,1 mg/kg minangka analgesik. Culik tikus telung dina sawise ciloko nggunakake metode Jadwal 1 lan copot, belah loro, lan simpen area tatu yen perlu.
Pewarnaan Hematoxylin (ThermoFisher Scientific) lan eosin (ThermoFisher Scientific) ditindakake miturut protokol pabrikan. Area tatu lan reepitelisasi diukur nggunakake piranti lunak Image Pro versi 10 (Media Cybernetics Inc, Rockville, MD).
Irisan jaringan di-dewax nganggo xilena (ThermoFisher Scientific, Loughborough, UK), direhidrasi nganggo etanol bergradasi 100–50%, lan direndhem sedhela ing banyu deionisasi (ThermoFisher Scientific). Imunohistokimia ditindakake nggunakake kit VectaStain Elite ABC PK-6104 (Vector Laboratories, Burlingame, CA) miturut protokol pabrikan. Antibodi utama kanggo neutrofil NIMP-R14 (Thermofisher Scientific) lan makrofag Ms CD107b Pure M3/84 (BD Biosciences, Wokingham, UK) diencerake 1:100 ing larutan pemblokiran lan ditambahake ing permukaan sing dipotong, banjur 2 antibodi kit substrat Anti-, VectaStain ABC lan Vector Nova Red Peroxidase (HRP) (Vector Laboratories, Burlingame, CA) lan diwarnai nganggo hematoxylin. Gambar dijupuk nganggo mikroskop Olympus BX43 lan kamera digital Olympus DP73 (Olympus, Southend-on-Sea, UK).
Sampel kulit difiksasi ing 2,5% glutaraldehida lan 4% formaldehida ing 0,1 M HEPES (pH 7,4) sajrone 24 jam ing suhu 4°C. Sampel didehidrasi nggunakake etanol bertingkat lan dikeringake ing CO2 nggunakake pengering titik kritis Quorum K850 (Quorum Technologies Ltd, Loughton, UK) lan sputter dilapisi karo paduan emas-paladium nggunakake sistem sputterer/glow discharge mini Quorum SC7620. Spesimen dicitra nggunakake mikroskop elektron pindai FEI Quanta 250 (ThermoFisher Scientific) kanggo nggambarake titik tengah tatu.
Toto-1 iodida (2 μM) diterapake ing permukaan tatu tikus sing wis dipotong lan diinkubasi sajrone 5 menit ing suhu 37 °C (ThermoFisher Scientific) lan diolah nganggo Syto-60 (10 μM) ing suhu 37 °C (ThermoFisher Scientific). Gambar Z-stack 15 menit digawe nggunakake Leica TCS SP8.
Data replikasi biologis lan teknis ditabulasi lan dianalisis nggunakake piranti lunak Graphpad Prism V9 (GraphPad Software, La Jolla, CA). Analisis varians siji arah kanthi pirang-pirang perbandingan nggunakake uji post hoc Dunnett digunakake kanggo nguji bedane antarane saben perawatan lan perban kontrol non-antimikroba. Nilai p <0,05 dianggep signifikan.
Efektivitas dressing berserat gel perak pisanan ditaksir nglawan koloni biofilm Staphylococcus aureus lan Pseudomonas aeruginosa in vitro. Dressing perak ngandhut formula perak sing beda: dressing perak tradisional ngasilake ion Ag1+; dressing perak, sing bisa ngasilake ion Ag1+ sawise tambahan EDTA/BC, bisa ngrusak matriks biofilm lan mbabarake bakteri menyang perak ing sangisore efek antibakteri ion perak15 lan dressing sing ngemot uyah Ag oksigen sing ngasilake ion Ag1+, Ag2+ lan Ag3+. Efektivitase dibandhingake karo dressing kontrol non-antimikroba sing digawe saka serat gel. Bakteri sing isih urip ing biofilm ditaksir saben 24 jam sajrone 8 dina (Gambar 1). Ing dina kaping 5, biofilm kasebut diinokulasi maneh nganggo 3,85 × 105S. Staphylococcus aureus utawa 1,22 × 105P. aeruginosa kanggo netepake pemulihan biofilm. Dibandhingake karo dressing kontrol non-antimikroba, dressing Ag1+ nduweni efek minimal marang kelangsungan urip bakteri ing biofilm Staphylococcus aureus lan Pseudomonas aeruginosa sajrone 5 dina. Kosok baline, dressing sing ngemot uyah Ag lan Ag1+ + EDTA/BC sing dioksigenasi efektif kanggo mateni bakteri ing biofilm sajrone 5 dina. Sawise inokulasi bola-bali nganggo bakteri planktonik ing dina kaping 5, ora ana pemulihan biofilm sing diamati (Gambar 1).
Kuantifikasi bakteri sing urip ing biofilm Staphylococcus aureus lan Pseudomonas aeruginosa sawise perawatan nganggo dressing perak. Koloni biofilm Staphylococcus aureus lan Pseudomonas aeruginosa dirawat nganggo dressing perak utawa dressing kontrol non-antimikroba, lan jumlah bakteri sing isih urip ditemtokake saben 24 jam. Sawise 5 dina, biofilm kasebut diinokulasi maneh nganggo 3,85 × 105S. Staphylococcus aureus utawa 1,22 × 105P. Koloni bakterioplankton Pseudomonas aeruginosa dibentuk kanthi individu kanggo netepake pemulihan biofilm. Grafik nuduhake kesalahan standar rata-rata +/-.
Kanggo nggambarake efek saka dressing perak marang kelangsungan urip biofilm, dressing ditrapake ing biofilm diwasa sing ditanam ing kulit babi ex vivo. Sawise 24 jam, dressing dicopot lan biofilm diwernani nganggo pewarna reaktif biru, sing dimetabolisme dening bakteri urip dadi warna jambon. Biofilm sing diobati nganggo dressing kontrol warnane jambon, nuduhake anane bakteri sing urip ing biofilm (Gambar 2A). Kosok baline, biofilm sing diobati nganggo dressing Ag oxysols utamane biru, nuduhake yen bakteri sing isih ana ing permukaan kulit babi minangka bakteri sing ora urip (Gambar 2B). Pewarnaan biru lan jambon campuran diamati ing biofilm sing diobati nganggo dressing sing ngemot Ag1+, nuduhake anane bakteri sing urip lan ora urip ing biofilm (Gambar 2C), dene dressing EDTA/BC sing ngemot Ag1+ umume biru kanthi sawetara bintik jambon, nuduhake area sing ora kena pengaruh dressing perak (Gambar 2D). Kuantifikasi area aktif (jambon) lan ora aktif (biru) nuduhake yen patch kontrol aktif 75% (Gambar 2E). Perban Ag1+ + EDTA/BC ditindakake padha karo perban uyah Ag sing dioksigenasi, kanthi tingkat kaslametan 13% lan 14%. Perban Ag1+ uga nyuda kelangsungan urip bakteri nganti 21%. Biofilm iki banjur diamati nggunakake mikroskop elektron pindai (SEM). Sawise perawatan nganggo perban kontrol lan perban Ag1+, lapisan Pseudomonas aeruginosa diamati nutupi kulit babi (Gambar 2F, H), dene sawise perawatan nganggo perban Ag1+, sawetara sel bakteri ditemokake lan sawetara sel bakteri ditemokake ing ngisore. Serat kolagen bisa dianggep minangka struktur jaringan kulit babi (Gambar 2G). Sawise perawatan nganggo perban Ag1+ + EDTA/BC, plak bakteri lan plak serat kolagen ing ngisore katon (Gambar 2I).
Visualisasi biofilm Pseudomonas aeruginosa sawise perawatan nganggo saus perak. (A–D) Viabilitas bakteri ing biofilm Pseudomonas aeruginosa sing ditandur ing kulit babi divisualisasikake nggunakake pewarna viabilitas PrestoBlue 24 jam sawise perawatan nganggo saus perak utawa saus kontrol non-antimikroba. Bakteri urip warnane jambon, bakteri sing ora bisa urip lan kulit babi warnane biru. (E) Kuantifikasi biofilm Pseudomonas aeruginosa sing ditandur ing kulit babi (bintik jambon) nggunakake mikroskop elektron pindai Image Pro versi 10 (FI) lan diolah nganggo saus perak utawa saus kontrol non-antimikroba sajrone 24 jam. Bar skala SEM = 5 µm. (J–M) Biofilm kolonial tuwuh ing filter lan diwernani nganggo pewarna reaktif PrestoBlue sawise 24 jam inkubasi nganggo saus perak.
Kanggo nemtokake apa kontak sing cedhak antarane dressing lan biofilm mengaruhi efektifitas dressing, biofilm kolonial sing diselehake ing permukaan sing rata diolah nganggo dressing sajrone 24 jam banjur diwernani nganggo pewarna reaktif. Biofilm sing ora diobati warnane jambon peteng (Gambar 2J). Beda karo biofilm sing diobati nganggo dressing sing ngandhut uyah Ag sing dioksigenasi (Gambar 2K), biofilm sing diobati nganggo dressing sing ngandhut Ag1+ utawa Ag1+ + EDTA/BC nuduhake pita pewarnaan jambon (Gambar 2L,M). Pewarnaan jambon iki nuduhake anane bakteri sing bisa urip lan ana gandhengane karo area jahitan ing njero dressing. Area sing dijahit iki nggawe ruang mati sing ngidini bakteri ing njero biofilm bisa urip.
Kanggo ngevaluasi efektifitas perban perak in vivo, tatu tikus sing wis dipotong kandel kanthi infeksi biofilm S. aureus lan P. aeruginosa diwasa diobati nganggo perban kontrol nonantimikroba utawa perban perak. Sawise 3 dina perawatan, analisis gambar makroskopik nuduhake ukuran tatu sing luwih cilik nalika diobati nganggo perban uyah oksigen dibandhingake karo perban kontrol non-antimikroba lan perban perak liyane (Gambar 3A-H). Kanggo ngonfirmasi pengamatan kasebut, tatu dipanen lan area tatu lan reepitelialisasi diukur ing bagean jaringan sing diwarnai hematoxylin lan eosin nggunakake piranti lunak image pro versi 10 (Gambar 3I-L).
Efek saka perban perak ing lumahing tatu lan re-epitelisasi tatu sing kena infeksi biofilm. (A–H) Sel cilik sing kena infeksi biofilm Pseudomonas aeruginosa (A–D) lan Staphylococcus aureus (E–H) sawise telung dina perawatan nganggo perban kontrol nonantimikroba, perban uyah Ag sing dioksigenasi, perban Ag1+, lan perban Ag1+. Gambar makroskopik representatif. tatu tikus nganggo perban Ag1+ + EDTA/BC. (IL) Infeksi Pseudomonas aeruginosa representatif, potongan histologis sing diwernani hematoxylin lan eosin, digunakake kanggo ngukur area tatu lan regenerasi epitel. Kuantifikasi area tatu (M, O) lan persentase reepitelisasi (N, P) tatu sing kena infeksi biofilm Pseudomonas aeruginosa (M, N) lan Staphylococcus aureus (O, P) (saben klompok perawatan n = 12). Grafik nuduhake rata-rata +/- kesalahan standar. * tegese p = < 0,05 ** tegese p = < 0,01; Skala makroskopik = 2,5 mm, skala histologis = 500 µm.
Kuantifikasi area tatu ing tatu sing kena infeksi biofilm Pseudomonas aeruginosa (Gambar 3M) nuduhake yen tatu sing diobati nganggo Ag oxysalts duwe ukuran tatu rata-rata 2,5 mm2, dene perban kontrol non-antimikroba duwe ukuran tatu rata-rata 3,1 mm2, sing ora bener. tekan signifikansi statistik (Gambar 3M). p = 0,423). Tatu sing diobati nganggo Ag1+ utawa Ag1+ + EDTA/BC ora nuduhake pengurangan area tatu (3,1 mm2 lan 3,6 mm2). Perawatan nganggo perban uyah Ag oksigen ningkatake re-epitelisasi luwih gedhe tinimbang perban kontrol non-antimikroba (34% lan 15%; p = 0,029) lan Ag1+ utawa Ag1+ + EDTA/BC (10% lan 11%) (Gambar 3N). . , masing-masing).
Tren sing padha ing area tatu lan regenerasi epitel diamati ing tatu sing kena infeksi biofilm S. aureus (Gambar 3O). Perban sing ngemot uyah perak sing dioksigenasi nyuda area tatu (2,0 mm2) nganti 23% dibandhingake karo perban non-antimikroba kontrol (2,6 mm2), sanajan pengurangan iki ora signifikan (p = 0,304) (Gambar 3O). Kajaba iku, area tatu ing klompok perawatan Ag1+ rada suda (2,4 mm2), dene tatu sing diobati nganggo perban Ag1+ + EDTA/BC ora nyuda area tatu (2,9 mm2). Garam oksigen saka Ag uga ningkatake re-epitelisasi tatu sing kena infeksi biofilm S. aureus (31%) luwih gedhe tinimbang sing diobati nganggo perban kontrol non-antimikroba (12%, p = 0,003) (Gambar 3P). Dressing Ag1+ (16%, p = 0,903) lan dressing Ag+1 + EDTA/BC (14%, p = 0,965) nuduhake tingkat regenerasi epitel sing padha karo kontrol.
Kanggo nggambarake efek saka dressing perak ing matriks biofilm, pewarnaan Toto 1 lan Syto 60 iodida ditindakake (Gambar 4). Toto 1 iodida minangka pewarna sing ora bisa ditembus sel sing bisa digunakake kanggo nggambarake asam nukleat ekstraseluler kanthi akurat, sing akeh banget ing EPS biofilm. Syto 60 minangka pewarna sing bisa ditembus sel sing digunakake minangka counterstain16. Pengamatan Toto 1 lan Syto 60 iodida ing tatu sing diinokulasi karo biofilm Pseudomonas aeruginosa (Gambar 4A-D) lan Staphylococcus aureus (Gambar 4I-L) nuduhake yen sawise 3 dina perawatan dressing, EPS ing biofilm mudhun sacara signifikan. ngandhut uyah oksigen Ag lan Ag1+ + EDTA/BC. Dressing Ag1+ tanpa komponen antibiofilm tambahan nyuda DNA bebas sel kanthi signifikan ing tatu sing diinokulasi karo Pseudomonas aeruginosa nanging kurang efektif ing tatu sing diinokulasi karo Staphylococcus aureus.
Pencitraan in vivo biofilm tatu sawise 3 dina perawatan nganggo kontrol utawa perban perak. Gambar confocal Pseudomonas aeruginosa (A–D) lan Staphylococcus aureus (I–L) sing diwarnai nganggo Toto 1 (ijo) kanggo nggambarake asam nukleat ekstraseluler, komponen polimer biofilm ekstraseluler. Kanggo ngwarnai asam nukleat intraseluler, gunakake Syto 60 (abang). asam. P. Mikroskopi elektron pindai saka tatu sing kena infeksi biofilm Pseudomonas aeruginosa (E–H) lan Staphylococcus aureus (M–P) sawise 3 dina perawatan nganggo kontrol lan perban perak. Bilah skala SEM = 5 µm. Bilah skala pencitraan confocal = 50 µm.
Mikroskopi elektron pindai nuduhake yen tikus sing diinokulasi koloni biofilm Pseudomonas aeruginosa (Gambar 4E-H) lan Staphylococcus aureus (Gambar 4M-P) duwe bakteri sing luwih sithik ing tatu sawise 3 dina perawatan nganggo kabeh perban perak.
Kanggo ngevaluasi efek saka perban perak marang inflamasi tatu ing tikus sing kena infeksi biofilm, bagean tatu sing kena infeksi biofilm sing diobati nganggo kontrol utawa perban perak sajrone 3 dina diwarnai sacara imunohistokimia nggunakake antibodi khusus kanggo neutrofil lan makrofag. Penentuan kuantitatif neutrofil lan makrofag sacara internal. jaringan granulasi. Gambar 5). Kabeh perban perak nyuda jumlah neutrofil lan makrofag ing tatu sing kena infeksi Pseudomonas aeruginosa dibandhingake karo perban kontrol non-antimikroba sawise telung dina perawatan. Nanging, perawatan nganggo perban uyah perak sing dioksigenasi nyebabake pengurangan neutrofil sing luwih gedhe (p = <0,0001) lan makrofag (p = <0,0001) dibandhingake karo perban perak liyane sing dites (Gambar 5I,J). Sanajan Ag1+ + EDTA/BC duwe efek sing luwih gedhe ing biofilm tatu, nanging nyuda tingkat neutrofil lan makrofag luwih sithik tinimbang perban Ag1+. Tatu sedheng sing kena infeksi biofilm S. aureus uga diamati sawise dibalut nganggo oksisol Ag (p = <0,0001), Ag1+ (p = 0,0008) lan Ag1++ EDTA/BC (p = 0,0043) dibandhingake karo kontrol. Tren sing padha diamati kanggo neutropenia. perban (Gambar 5K). Nanging, mung perban uyah Ag sing dioksigenasi sing nuduhake pengurangan jumlah makrofag ing jaringan granulasi sing signifikan dibandhingake karo kontrol ing tatu sing kena infeksi biofilm S. aureus (p = 0,0339) (Gambar 5L).
Neutrofil lan makrofag diukur ing tatu sing kena infeksi biofilm Pseudomonas aeruginosa lan Staphylococcus aureus sawise 3 dina perawatan nganggo kontrol non-antimikroba utawa perban perak. Neutrofil (AD) lan makrofag (EH) diukur ing bagean jaringan sing diwarnai nganggo antibodi khusus kanggo neutrofil utawa makrofag. Kuantifikasi neutrofil (I lan K) lan makrofag (J lan L) ing tatu sing kena infeksi biofilm Pseudomonas aeruginosa (I lan J) lan Staphylococcus aureus (K & L). N = 12 saben klompok. Grafik nuduhake rata-rata +/- kesalahan standar, nilai signifikansi dibandhingake karo perban kontrol non-antibakteri, * tegese p = < 0,05, ** tegese p = < 0,01; *** tegese p = < 0,001; nuduhake p = < 0,0001).
Banjur kita ngevaluasi efek saka perban perak marang penyembuhan sing ora gumantung karo infeksi. Luka eksisi sing ora kena infeksi diobati nganggo perban kontrol non-antimikroba utawa perban perak sajrone 3 dina (Gambar 6). Antarane perban perak sing dites, mung tatu sing diobati nganggo perban uyah oksigen sing katon luwih cilik ing gambar makroskopik tinimbang tatu sing diobati nganggo kontrol (Gambar 6A-D). Kuantifikasi area tatu nggunakake analisis histologis nuduhake yen area tatu rata-rata sawise perawatan nganggo perban Ag oxysols yaiku 2,35 mm2 dibandhingake karo 2,96 mm2 kanggo tatu sing diobati nganggo klompok kontrol, nanging bedane iki ora tekan signifikansi statistik (p = 0,488) (Gambar 6I). Kosok baline, ora ana pengurangan area tatu sing diamati sawise perawatan nganggo perban Ag1+ (3,38 mm2, p = 0,757) utawa Ag1+ + EDTA/BC (4,18 mm2, p = 0,054) dibandhingake karo klompok kontrol. Peningkatan regenerasi epitel diamati nganggo dressing Ag oxysol dibandhingake karo klompok kontrol (30% vs. 22%), sanajan iki ora signifikan (p = 0,067), iki cukup signifikan lan ngonfirmasi asil sadurunge. Dressing nganggo oxysol ningkatake re-epitelisasi. -Epitelisasi tatu sing ora kena infeksi17. Kosok baline, perawatan nganggo dressing Ag1+ utawa Ag1+ + EDTA/BC ora duwe efek utawa nuduhake penurunan re-epitelisasi dibandhingake karo kontrol.
Efek saka perban tatu perak marang penyembuhan tatu ing tikus sing ora kena infeksi kanthi reseksi lengkap. (AD) Gambar makroskopik representatif saka tatu sawise telung dina perawatan nganggo perban kontrol non-antimikroba lan perban perak. (EH) Bagean tatu representatif sing diwernani hematoxylin lan eosin. Kuantifikasi area tatu (I) lan persentase reepitelialisasi (J) diitung saka bagean histologis ing titik tengah tatu nggunakake piranti lunak analisis gambar (n = 11-12 saben klompok perawatan). Grafik nuduhake rata-rata +/- kesalahan standar. * tegese p = <0,05.
Perak wis suwe digunakake minangka terapi antimikroba kanggo penyembuhan tatu, nanging akeh formulasi lan cara pangiriman sing beda-beda bisa nyebabake bedane khasiat antimikroba 18. Kajaba iku, sifat antibiofilm saka sistem pangiriman perak tartamtu durung dingerteni kanthi lengkap. Sanajan respon imun inang relatif efektif nglawan bakteri planktonik, umume kurang efektif nglawan biofilm 19. Bakteri planktonik gampang difagositosis dening makrofag, nanging ing biofilm, sel agregat nyebabake masalah tambahan kanthi mbatesi respon inang nganti sel imun bisa ngalami apoptosis lan ngeculake faktor proinflamasi kanggo nambah respon imun 20. Wis diamati manawa sawetara leukosit bisa nembus biofilm 21 nanging ora bisa fagositosis bakteri sawise pertahanan iki dikompromi 22. Pendekatan holistik kudu digunakake kanggo ndhukung respon imun inang nglawan infeksi biofilm tatu. Debridemen tatu bisa ngganggu biofilm kanthi fisik lan mbusak sebagian besar bioburden, nanging respon imun inang bisa uga ora efektif nglawan biofilm sing isih ana, utamane yen respon imun inang dikompromi. Dadi, terapi antimikroba kayata perban perak bisa ndhukung respon imun inang lan ngilangi infeksi biofilm. Komposisi, konsentrasi, kelarutan, lan substrat pangiriman bisa mengaruhi efektifitas antimikroba perak. Ing taun-taun pungkasan, kemajuan teknologi pangolahan perak wis nggawe perban iki luwih efektif9,23. Nalika teknologi perban perak maju, penting kanggo ngerti efektifitas perban iki kanggo ngontrol infeksi tatu lan, sing luwih penting, dampak saka bentuk perak sing kuat iki ing lingkungan tatu lan penyembuhan.
Ing panliten iki, kita mbandhingake efektifitas rong dressing perak canggih karo dressing perak konvensional sing ngasilake ion Ag1+ nglawan biofilm nggunakake model in vitro lan in vivo sing beda. Kita uga ngevaluasi efek dressing kasebut ing lingkungan tatu lan penyembuhan sing ora gumantung infeksi. Kanggo nyuda pengaruh matriks pangiriman, kabeh dressing perak sing dites kasusun saka karboksimetilselulosa.
Evaluasi awal kita babagan dressing perak iki nglawan biofilm kolonial Pseudomonas aeruginosa lan Staphylococcus aureus nuduhake yen, ora kaya dressing Ag1+ tradisional, rong dressing perak canggih, Ag1+ + EDTA/BC lan uyah Ag sing dioksigenasi, efektif ing 5. Efektif mateni bakteri biofilm sajrone sawetara dina. Kajaba iku, dressing iki nyegah reformasi biofilm nalika bola-bali kena bakteri planktonik. Dressing Ag1+ ngemot perak klorida, senyawa perak lan matriks basa sing padha karo Ag1+ + EDTA/BC, lan duwe efek winates ing kelangsungan urip bakteri ing biofilm sajrone periode sing padha. Pengamatan yen dressing Ag1+ + EDTA/BC luwih efektif nglawan biofilm tinimbang dressing Ag1+ sing kasusun saka matriks sing padha lan senyawa perak ndhukung gagasan yen bahan tambahan dibutuhake kanggo nambah efektifitas perak klorida nglawan biofilm, kaya sing wis dilapurake ing papan liya15. Asil iki ndhukung ide manawa BC lan EDTA nduweni peran tambahan sing nyumbang kanggo efektifitas dressing sakabèhé lan ora anané komponen iki ing dressing Ag1+ bisa uga nyumbang kanggo kegagalan kanggo nduduhake efektifitas in vitro. Kita nemokake manawa dressing uyah Ag oksigen sing ngasilake ion Ag2+ lan Ag3+ nuduhake efektifitas antibakteri sing luwih kuwat tinimbang Ag1+ lan ing tingkat sing padha karo Ag1+ + EDTA/BC. Nanging, amarga potensial redoks sing dhuwur, ora jelas suwene ion Ag3+ tetep aktif lan efektif nglawan biofilm tatu lan mulane pantes ditliti luwih lanjut. Kajaba iku, ana akeh dressing sing beda-beda sing ngasilake ion Ag1+ sing ora dites ing panliten iki. Dressing iki kasusun saka senyawa perak, konsentrasi, lan matriks basa sing beda-beda, sing bisa mengaruhi pangiriman ion Ag1+ lan efektifitase nglawan biofilm. Perlu uga dicathet manawa ana akeh model in vitro lan in vivo sing beda-beda sing digunakake kanggo ngevaluasi efektifitas dressing tatu nglawan biofilm. Jinis model sing digunakake, uga kandungan uyah lan protein media sing digunakake ing model kasebut, bakal mengaruhi efektifitas dressing. Ing model in vivo kita, kita ngidini biofilm kasebut mateng in vitro banjur mindhahake menyang permukaan dermal tatu. Respon imun tikus inang relatif efektif nglawan bakteri planktonik sing ditrapake ing tatu, saengga mbentuk biofilm nalika tatu mari. Penambahan biofilm diwasa menyang tatu mbatesi efektifitas respon imun inang kanggo pembentukan biofilm kanthi ngidini biofilm diwasa mapan ing tatu sadurunge penyembuhan bisa diwiwiti. Dadi, model kita ngidini kita ngevaluasi efektifitas perban antimikroba ing biofilm diwasa sadurunge tatu wiwit mari.
Kita uga nemokake manawa pas karo perban mengaruhi efektifitas perban perak ing biofilm sing ditanam in vitro lan kulit babi. Kontak sing cedhak karo tatu dianggep penting kanggo efektifitas antimikroba perban kasebut24,25. Perban sing ngemot uyah Ag sing dioksigenasi ana ing kontak sing cedhak karo biofilm diwasa, sing nyebabake penurunan sing signifikan ing jumlah bakteri sing bisa urip ing biofilm sawise 24 jam. Kosok baline, nalika diobati nganggo perban Ag1+ lan Ag1+ + EDTA/BC, jumlah bakteri sing bisa urip tetep akeh. Perban kasebut ngemot jahitan ing sadawane dawa perban, sing nggawe ruang mati sing nyegah kontak sing cedhak karo biofilm. Ing panliten in vitro, area non-kontak iki nyegah pembunuhan bakteri sing bisa urip ing biofilm. Kita ngevaluasi kelangsungan urip bakteri mung sawise 24 jam perawatan; Suwe-suwe, nalika perban dadi luwih jenuh, bisa uga ana ruang mati sing luwih sithik, sing nyuda area kanggo bakteri sing bisa urip iki. Nanging, iki nyoroti pentinge komposisi perban, ora mung jinis perak ing perban kasebut.
Sanajan panliten in vitro migunani kanggo mbandhingake efektifitas teknologi perak sing beda-beda, penting uga kanggo mangerteni efek saka perban kasebut ing biofilm in vivo, ing ngendi jaringan inang lan respon imun nyumbang marang efektifitas perban nglawan biofilm. Efek saka perban kasebut ing biofilm tatu diamati nggunakake mikroskop elektron pindai lan pewarnaan EPS saka biofilm nggunakake pewarna DNA intraseluler lan ekstraseluler. Kita nemokake yen sawise 3 dina perawatan, kabeh perban efektif kanggo nyuda DNA bebas sel ing tatu sing kena infeksi biofilm, nanging perban Ag1+ kurang efektif ing tatu sing kena infeksi Staphylococcus aureus. Mikroskopi elektron pindai uga nuduhake yen bakteri sing luwih sithik ana ing tatu sing diobati nganggo perban perak, sanajan iki luwih jelas karo perban uyah Ag oksigen lan perban Ag1+ + EDTA/BC dibandhingake karo perban Ag1+. Data kasebut nuduhake yen perban perak sing dites duwe macem-macem derajat pengaruh ing struktur biofilm, nanging ora ana perban perak sing bisa ngilangi biofilm, ndhukung kabutuhan pendekatan holistik kanggo perawatan infeksi biofilm tatu; panggunaan ban lengan perak. Perawatan didahului karo debridemen fisik kanggo mbusak sebagian besar biofilm.
Tatu kronis asring ana ing kahanan inflamasi sing parah, kanthi sel inflamasi sing berlebihan tetep ana ing jaringan tatu sajrone wektu sing suwe, nyebabake kerusakan jaringan lan ngurangi oksigen sing dibutuhake kanggo metabolisme lan fungsi seluler sing efisien ing tatu26. Biofilm nambah parah lingkungan tatu sing musuhan iki kanthi mengaruhi penyembuhan kanthi negatif kanthi macem-macem cara, kalebu inhibisi proliferasi lan migrasi sel lan aktivasi sitokin proinflamasi27. Nalika perban perak dadi luwih efektif, penting kanggo ngerti dampak sing ditimbulake ing lingkungan tatu lan penyembuhan.
Menariknya, sanajan kabeh perban perak mengaruhi komposisi biofilm, mung perban uyah perak sing dioksigenasi sing nambah re-epitelisasi tatu sing kena infeksi iki. Data iki ndhukung temuan sadurunge17 lan Kalan et al. (2017)28, sing nduduhake profil keamanan lan toksisitas sing apik saka uyah perak sing dioksigenasi, amarga konsentrasi perak sing luwih murah efektif nglawan biofilm.
Panliten kita saiki nyoroti bedane teknologi perak antarane perban perak antimikroba lan dampak teknologi iki ing lingkungan tatu lan penyembuhan sing ora gumantung infeksi. Nanging, asil kasebut beda karo panliten sadurunge sing nuduhake yen perban Ag1+ + EDTA/BC nambah parameter penyembuhan kuping terwelu sing tatu in vivo. Nanging, iki bisa uga amarga bedane model kewan, wektu pangukuran, lan metode aplikasi bakteri29. Ing kasus iki, pangukuran tatu dijupuk 12 dina sawise ciloko supaya bahan aktif perban bisa tumindak ing biofilm sajrone wektu sing luwih suwe. Iki didhukung dening panliten sing nuduhake yen ulkus sikil sing kena infeksi klinis sing diobati nganggo Ag1+ + EDTA/BC wiwitane tambah gedhe sawise seminggu perawatan, banjur sajrone 3 minggu perawatan sabanjure nganggo Ag1+ + EDTA/BC lan sajrone 4 minggu panggunaan obat non-antimikroba. perban CMC kanggo nyuda ukuran ulkus30.
Wangun lan konsentrasi perak tartamtu wis dituduhake sitotoksik in vitro 11, nanging asil in vitro iki ora mesthi nerjemahake dadi efek samping in vivo. Kajaba iku, kemajuan ing teknologi perak lan pangerten sing luwih apik babagan senyawa perak lan konsentrasi ing dressing wis nyebabake pangembangan akeh dressing perak sing aman lan efektif. Nanging, nalika teknologi dressing perak maju, penting kanggo ngerti dampak dressing kasebut ing lingkungan tatu31,32,33. Sadurunge dilapurake yen tingkat re-epitelisasi sing tambah cocog karo proporsi makrofag M2 anti-inflamasi dibandhingake karo fenotipe M1 pro-inflamasi. Iki dicathet ing model tikus sadurunge ing ngendi dressing tatu hidrogel perak dibandhingake karo sulfadiazin perak lan hidrogel non-antimikroba34.
Tatu kronis bisa uga nuduhake inflamasi sing berlebihan lan wis diamati manawa anane neutrofil sing berlebihan bisa uga ngrusak penyembuhan tatu35. Ing panliten ing tikus sing kekurangan neutrofil, anane neutrofil ngalangi reepitelisasi. Anane neutrofil sing berlebihan nyebabake tingkat protease lan spesies oksigen reaktif sing dhuwur, kayata superoksida lan hidrogen peroksida, sing ana gandhengane karo tatu kronis lan alon-alon mari37,38. Kajaba iku, paningkatan jumlah makrofag, yen ora dikontrol, bisa nyebabake penyembuhan tatu sing telat39. Peningkatan iki penting banget yen makrofag ora bisa transisi saka fenotipe pro-inflamasi menyang fenotipe pro-penyembuhan, sing nyebabake tatu gagal metu saka fase inflamasi penyembuhan40. Kita mirsani penurunan neutrofil lan makrofag ing tatu sing kena infeksi biofilm sawise 3 dina perawatan nganggo kabeh perban perak, nanging penurunan kasebut luwih jelas karo perban uyah oksigen. Penurunan iki bisa uga minangka akibat langsung saka respon imun marang perak, respon marang penurunan bioburden, utawa tatu sing ana ing tahap penyembuhan sing luwih lanjut lan mulane sel imun ing tatu saya suda. Ngurangi jumlah sel inflamasi ing tatu bisa njaga lingkungan sing kondusif kanggo penyembuhan tatu. Mekanisme kerja kepiye oxysalts Ag ningkatake penyembuhan sing ora gumantung karo infeksi durung jelas, nanging kemampuan oxysalts Ag kanggo ngasilake oksigen lan ngrusak tingkat hidrogen peroksida sing mbebayani, mediator inflamasi, bisa nerangake iki lan mbutuhake panliten luwih lanjut17.
Tatu kronis sing kena infeksi lan ora mari dadi masalah kanggo dokter lan pasien. Sanajan akeh perban sing ngaku efektifitas antimikroba, riset arang fokus ing faktor kunci liyane sing mengaruhi lingkungan mikro tatu. Panliten iki nuduhake manawa teknologi perak sing beda-beda duwe efektifitas antimikroba sing beda-beda lan, sing penting, efek sing beda-beda ing lingkungan tatu lan penyembuhan, ora gumantung saka infeksi. Sanajan panliten in vitro lan in vivo iki nuduhake efektifitas perban kasebut kanggo nambani infeksi tatu lan ningkatake penyembuhan, uji coba terkontrol acak dibutuhake kanggo ngevaluasi efektifitas perban kasebut ing klinik.
Kumpulan data sing digunakake lan/utawa dianalisis sajrone panliten iki kasedhiya saka penulis sing cocog yen ana panyuwunan sing cukup.
Wektu kiriman: 15 Juli 2024