筋骨格外傷のために、市販のバイオフィルム破壊創傷洗浄の前臨床評価

背景：これらの骨折には広範な軟部組織損傷が伴い、創傷部位を汚染物質にさらし、感染リスクの増加を伴うため、開いた骨折の治療は外傷の依然として重要な課題です。治療の障壁として機能するカプセルのような環境であるバイオフィルムの形成は、創傷部位で感染する病原体が持続する主要なモードです。したがって、バイオフィルムを破壊し、病原体を治療にさらすことができる灌漑方法を特定するための差し迫ったニーズが存在します。この研究の目的は、重度の筋骨格創傷のケアのために生理食塩水と比較して、抗生物質治療の成功に対する潜在的な影響を解明するために、生理食塩水と比較して、抗ファイオフィルム創傷洗浄™を評価することを目的としています。 方法：UAMS-1ブドウ球菌黄色ブリオフィルムは、in vitroで形成され、Bactisure™創傷洗浄または滅菌正常生理食塩水だけで、またはバンコマイシンのサブバイオフィルム阻害レベルと組み合わせて処理されました。特性評価方法には、バイオフィルムバイオマスの定量化、実行可能なバイオフィルム細菌の定量化、およびバイオフィルムマトリックスイメージングが含まれていました。in vivo評価のために、汚染された開いた骨折の遅延治療モデルが使用され、そこではラット大腿骨とUAMS-1を接種した傷部位に臨界サイズの欠陥が作成されました。6時間の遅延の後、創傷を発現させ、関心のある洗浄で灌漑し、抗生物質治療を投与しました。2週間後、骨およびハードウェアのサンプルで細菌の列挙を実施しました。 結果：バイオフィルムバイオマスの即時の減少が抗ファイルム洗浄治療後にin vitroで観察され、その後の24時間後に達成された生存細菌の2〜3対2の減少が得られました。さらに、バンコマイシンと組み合わせた抗ビオフィルム洗浄で処理されたバイオフィルムは、灌漑のみと比較して、生存可能な細菌の未成年者が統計的に有意な減少を示しました。統計的に有意ではないマイナーである生体内では、抗生物質と組み合わせて使用すると、生理食塩水と比較して抗生物質洗浄の中央値の減少が観察されました。ただし、検出可能な細菌を含む骨とハードウェアサンプルの割合は50〜38％に減少しました。 結論：これらの結果は、抗ファイオフィルムの創傷洗浄、Bactisure™が、汚染された筋骨格創傷の感染を軽減することに有望であり、さらなる調査が必要であることを示唆しています。ここでは、この抗ファイオフィルム洗浄が感染を軽減するのに役立つ可能性があるin vitroで複数のメカニズムを提案し、この治療が生体内でのバイオバーデンを制御する際に生理食塩水をわずかに上回ることを実証することを提案しました。

BACKGROUND: Treatment of open fractures remains a significant challenge in trauma care as these fractures are accompanied by extensive soft tissue damage, exposing the wound site to contaminants and increasing infection risk. Formation of biofilm, a capsule-like environment that acts as a barrier to treatment, is a primary mode by which infecting pathogens persist at the wound site. Therefore, a pressing need exists to identify irrigation methods that can disrupt biofilm and expose pathogens to treatment. This study aims to evaluate the antibiofilm wound lavage, Bactisure™, in comparison with saline for care of severe musculoskeletal wounds and elucidate potential effects on antibiotic treatment success. METHODS: UAMS-1 Staphylococcus aureus biofilms were formed in vitro and treated with Bactisure™ wound lavage or sterile normal saline, alone, or in combination with sub-biofilm inhibitory levels of vancomycin. Characterization methods included quantification of biofilm biomass, quantification of viable biofilm bacteria, and biofilm matrix imaging. For in vivo assessment, a delayed treatment model of contaminated open fracture was used wherein a critical-sized defect was created in a rat femur and wound site inoculated with UAMS-1. Following a 6 h delay, wounds were debrided, irrigated with lavage of interest, and antibiotic treatments administered. Bacterial enumeration was performed on bone and hardware samples after two weeks. RESULTS: An immediate reduction in biofilm biomass was observed in vitro following antibiofilm lavage treatment, with a subsequent 2- to 3- log reduction in viable bacteria achieved after 24 h. Furthermore, biofilms treated with antibiofilm lavage in combination with vancomycin exhibited a minor, but statistically significant, decrease in viable bacteria compared to irrigation alone. In vivo, a minor, not statistically significant, decrease in median bioburden was observed for the antibiofilm lavage compared to saline when used in combination with antibiotics. However, the percentage of bone and hardware samples with detectable bacteria was reduced from 50 to 38%. CONCLUSIONS: These results suggest that the antibiofilm wound lavage, Bactisure™, may hold promise in mitigating infection in contaminated musculoskeletal wounds and warrants further investigation. Here, we proposed multiple mechanisms in vitro by which this antibiofilm lavage may help mitigate infection, and demonstrate this treatment slightly outperforms saline in controlling bioburden in vivo.