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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.82.2009.tde-05052010-110709
Documento
Autor
Nome completo
Flávio Ferraz de Campos Júnior
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2009
Orientador
Banca examinadora
Pizzolitto, Elisabeth Loshchagin (Presidente)
Bernardi, Adilson Cesar Abreu
Silva, Orivaldo Lopes da
Título em português
Formação de biofilme bacteriano sobre polimetilmetacrilato usado como cimento ósseo
Palavras-chave em português
Biofilme
Cimento ósseo
Gentamicina
Polimetilmetacrilato
Pseudomonas aeruginosa
Staphylococcus aureus
Staphylococcus epidermidis
Resumo em português
A infecção bacteriana é a principal complicação que um procedimento de artroplastia de quadril ou joelho pode apresentar. Mesmo após a incorporação de antibiótico (gentamicina) ao cimento ósseo, as taxas de infecções após este procedimento cirúrgico continuam gerando sérios prejuízos para o hospital e para o paciente. As principais bactérias envolvidas nas infecções relacionadas aos implantes ortopédicos são Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aderência e formação de biofilme de S. aureus, S. epidermidis e P. aeruginosa sobre o cimento ósseo polimetilmetacrilato (PMMA) com e sem antibiótico (gentamicina), de procedência nacional e internacional, por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) e por cultura. Também, estimar quantitativamente as células viáveis recuperadas dos biofilmes formados. Foram produzidos discos de polimetilmetacrilato de 10,0 mm de diâmetro e 3,0 mm de espessura. Foram utilizadas cepas Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. Para este estudo foram utilizados corpos-de-prova de cimento ósseo de procedência nacional (BAUMER, CMM e BIOMECANICA) e internacional (BIOMET com gentamicina, BIOMET sem gentamicina e SIMPLEX). Biofilmes foram produzidos in vitro a partir da inoculação da suspensão bacteriana ('10 POT.8' unidades formadoras de colônia/mL) em Tryptic Soy Broth e incubados nos períodos de tempo de 1, 6, 24, 48, e 72 horas. Após os períodos de incubação os corpos-de-prova foram removidos do meio de cultura, lavados, sonicados e do sobrenadante realizadas diluições seriadas ('10 POT.-1' a '10 POT.-5'). A seguir, os corpos-de-prova foram preparados para observação por MEV. Os resultados de MEV mostraram bacilos e cocos aderidos e agrupados formando biofilme. Para P. aeruginosa: as contagens das células viáveis em média (UFC/mL) foram de 2,8 '+ OU -' 1,7 x '10 POT.6' (BAUMER), 1,7 '+ OU -' 0,9 x '10 POT.6' (BIOMECANICA), 1,7 '+ OU -' 0,7 x '10 POT.6' (CMM), 1,6 '+ OU -' 0,7 x '10 POT.6' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 '+ OU -' 5,5 x '10 POT.4' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 '+ OU -' 0,9 x '10 POT.6' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 '+ OU -' 0,1 x '10 POT.6' (BAUMER), 1,5 '+ OU -' 0,2 x '10 POT.6' (BIOMECANICA), 2,3 '+ OU -' 1,7 x '10 POT.6' (CMM), 1,5 '+ OU -' 0,7 x '10 POT.6' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 '+ OU -' 0,2 x '10 POT.6' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 '+ OU -' 0,1 x '10 POT.6' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 '+ OU -' 0,8 x '10 POT.6' (BAUMER), 1,6 '+ OU -' 0,7 x '10 POT.6' (BIOMECANICA), 1,4 '+ OU -' 0,6 x '10 POT.6' (CMM), 1,1 '+ OU -' 0,5 x '10 POT.6' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 '+ OU -' 6,0 x '10 POT.5' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 '+ OU -' 0,6 x '10 POT.6' (SIMPLEX), respectivamente. Os dados obtidos mostraram que o cimento ósseo de polimetilmetacrilato com e sem gentamicina não evitaram a aderência da Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus e formação de biofilme, como demonstrado pela MEV. Em conclusão, isto é um fator de risco para infecções.
Título em inglês
Formation of bacterial biofilm on polymethylmetacrylate used as bone cement
Palavras-chave em inglês
Biofilm
Bone cement
Gentamicin
Polymethylmetacrylate
Pseudomonas aeruginosa
Staphylococcus aureus
Staphylococcus epidermidis
Resumo em inglês
The bacterial infection is the main complication of a procedure for hip or knee arthroplasty can present. Even after the addition of antibiotic (gentamicin) in the bone cement, the rates of infection after the surgical procedure continue causing serious damage to the hospital and the patient. The main bacteria involved in infections related to orthopedic implants are Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. The objective of this study was to evaluate the adhesion and biolfilm formation of the S. aureus, S. epidermidis and P. aeruginosa on the bone cement polymethylmethacrylate (PMMA) with and without antibiotic (gentamicin) from national and international origin, by means scanning electron microscope (SEM) and by culture. Also, quantitatively estimate the viable cells recovered from biofilms formed. Discs of cement were produced from 10.0 mm in diameter and 3.0 mm thick. Strains used were Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. For this study we used coupons cement of national origin (Baumer, CMM and biomechanics) and international (BIOMET with gentamicin, BIOMET without gentamicin and SIMPLEX). Biofilms were produced in vitro from the inoculation of bacterial suspension (108 Colony-Forming Units/mL) in Tryptic Soy Broth and incubated for the time periods of 1, 6, 24, 48 and 72 hours. After the incubation periods of the coupons they were removed from the medium culture, washed, sonicated and serial dilutions of supernatant taken ('10 POT.-1' a '10 POT.-5'). Next, the coupons were prepared for observation by SEM. The results of SEM showed adherent cocci bacilli, and adhered to each other form a biofilm. For P. aeruginosa: the couting of viable cells on average (CFU/mL) were 2,8 '+ OU -' 1,7 x '10 POT.6' (BAUMER), 1,7 '+ OU -' 0,9 x '10 POT.6' (BIOMECANICA), 1,7 '+ OU -' 0,7 x '10 POT.6' (CMM), 1,6 '+ OU -' 0,7 x '10 POT.6' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 '+ OU -' 5,5 x '10 POT.4' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 '+ OU -' 0,9 x '10 POT.6' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 '+ OU -' 0,1 x '10 POT.6' (BAUMER), 1,5 '+ OU -' 0,2 x '10 POT.6' (BIOMECANICA), 2,3 '+ OU -' 1,7 x '10 POT.6' (CMM), 1,5 '+ OU -' 0,7 x '10 POT.6' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 '+ OU -' 0,2 x '10 POT.6' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 '+ OU -' 0,1 x '10 POT.6' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 '+ OU -' 0,8 x '10 POT.6' (BAUMER), 1,6 '+ OU -' 0,7 x '10 POT.6' (BIOMECANICA), 1,4 '+ OU -' 0,6 x '10 POT.6' (CMM), 1,1 '+ OU -' 0,5 x '10 POT.6' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 '+ OU -' 6,0 x '10 POT.5' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 '+ OU -' 0,6 x '10 POT.6' (SIMPLEX), respectively. The data showed that of polymethylmethacrylate bone cement with and without gentamicin did not prevent the adhesion of Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus and formation of biofilms, as demonstrated by SEM. In conclusion, this is risk factor for infections.
 
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Data de Publicação
2010-09-02
 
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