Hazırlama ve: Enfeksiyon Önleme Yeni Bir Yaklaşım olarak PRP<em> In vitro</emPRP> Antimikrobiyal Özellikleri
Summary
İmplant ile ilişkili enfeksiyonu önemli bir klinik komplikasyondur. Bu çalışma, implant ile ilişkili enfeksiyonların önlenmesi için trombosit açısından zengin plazma (PRP) kullanarak bir yaklaşım açıklar, sabit trombosit konsantrasyonu ile PRP hazırlama protokolü sunar ve PRP yeni tespit antimikrobiyal özellikleri ve bu antimikrobiyal özelliklerinin incelenmesi için ilgili protokoller raporları<em> In vitro.</em
Abstract
İmplant ile ilişkili enfeksiyon antibiyotik direnci, hayvanlar ve insanlar arasındaki antibiyotik dirençli bakteri iletim ve enfeksiyonların tedavisinde yüksek maliyeti artan nedeniyle daha fazla ve sağlık sektöründe daha zorlu dünya haline geliyor.
Bu çalışmada, trombosit açısından zengin plazma (PRP) potansiyel antimikrobiyal özellikleri esas implant ile ilişkili enfeksiyonu önlemede etkili olabilir, yeni bir strateji ifşa. Şifa teşvik etmek için onun iyi araştırılan özellikleri nedeniyle, PRP (biyolojik bir ürün) giderek ortopedik ameliyatlar, periodontal ve oral cerrahi, maksillofasiyal cerrahi, plastik cerrahi, spor hekimliği, vb dahil olmak üzere klinik uygulamalar için kullanılır olmuştur
PRP implant ile ilişkili enfeksiyonların önlenmesinde konvansiyonel antibiyotik tedavileri için gelişmiş bir alternatif olabilir. PRP kullanımı geleneksel antibiyotik tedavisi si ile karşılaştırıldığında avantajlı olabilirPRP antibiyotik direnci indüklediği ve PRP antimikrobiyal ve şifa teşvik edici özelliklerine enfeksiyon önleme üzerinde sinerjik bir etkiye sahip olabilir olasılığı düşüktür nce. Biliyorsunuz patojenler ve insan hücreleri implant yüzeyleri için yarış olduğu bilinen ve teşvik şifa PRP özelliklerini böylece enfeksiyon oran azaltarak insan hücresi eki artırabilirsiniz. Buna ek olarak, doğal olarak PRP biyo-uyumlu, güvenli ve bulaşıcı hastalıkların risk içermez.
Bizim araştırma için, yaygın ortopedik enfeksiyonları bulunan ve PRP bu bakterilere karşı in vitro antimikrobiyal özellikleri olup olmadığını incelenerek çeşitli klinik suşların seçtiniz. Biz aynı trombosit konsantrasyonu tüm örnekler için elde edilmesine olanak tanıyan iki santrifüj yaklaşım kullanarak PRP hazırladık. Biz tutarlı antimikrobiyal bulgulara ulaşılmıştır ve PRP Methi gibi bakterilere karşı in vitro antimikrobiyal özellikleri güçlü olduğunu buldukcillin duyarlı ve metisiline dirençli Staphylococcus aureus, Grup A Streptokok, ve Neisseria gonorrhoeae. Bu nedenle, TZP kullanımı enfeksiyonu önlemek ve implant ile ilişkili enfeksiyonların masraflı post-operatif tedavi ihtiyacını azaltmak için potansiyeli olabilir.
Introduction
İmplant ile ilişkili enfeksiyonu önemli bir klinik komplikasyondur. Staphylococcus aureus (S. aureus) implant ile ilişkili enfeksiyonlar en sık izole edilen mikroorganizmalar biridir. Bu implantların yüzeyleri kaplar ve antibiyotiğe dirençli enfeksiyon 1,2 varabiliyor biyofilm üretme kapasitesine sahiptir. Implant ilişkili enfeksiyon tedavisi sık tekrarlanan debridman ve uzun süreli parenteral antibiyotik tedavisi için uzun süreli yatış gerektirir. Antibiyotik dirençli durumlarda, implantın çıkartılması gerekli olabilir. Bakterilerin antibiyotik yükselen direniş aynı zamanda Hastalık Kontrol ve Önleme (CDC) Merkezleri tarafından anılır olmuştur "dünyanın en acil sağlık sorunlarından biridir." Zaman içinde, yeni ve etkili antimikrobiyal tedavilerin geliştirilmesi olmaksızın, çoklu ilaca dirençli patojenler geleneksel antibiyotiklerle tedavi edilemez olacağı mümkündür. Implant ilişkili Önlenmesienfeksiyon önemlidir ve yeni yaklaşımlar profilaktik ajanlar ya da bu gibi enfeksiyonların önlenmesi için gereklidir.
Trombosit zengin plazma (TZP), kemik ve kemik grefti iyileşmesi 3-5 ile yardımcı olabilir 30'dan fazla büyüme faktörleri içeren otolog kan konsantrasyonu. Kemik rejenerasyonu ve yumuşak doku olgunlaşmasını artırmak için PRP uygulama giderek çünkü trombositler tarafından yayımlanan çeşitli büyüme faktörleri, yüksek konsantrasyonu kliniklerinde rapor edilmiştir.
PRP Çeşitli özellikleri PRP de antimikrobiyal özellikleri 6-9 olabileceğini gösteriyor. PRP trombosit çok sayıda, lökositlerin yüksek bir konsantrasyonda (bakterilere ve mantarlara karşı host defense etkilere sahip olabilir), ve birden fazla antimikrobiyal peptitler 7,8,10 içerir. Kardiyak cerrahi hastalarında büyük bir kohort bir çalışmada, bu ortaya çıktı bu yaranın kapanması anlaml sırasında TZP-jel intraoperatif kullanımınıicantly yüzeyel ve derin sternum enfeksiyonu 11 insidansı azalmıştır. Bu nedenlerle ve gözlemler için, PRP, onun iyi çalışılmış şifa arttırıcı özellikleri yanında, antimikrobiyal özelliklere sahip olduğu varsayıldı. Enfeksiyonu önlemek için TZP kullanmanın potansiyel avantajları şunlardır: (i) PRP konvansiyonel antibiyotik tedavilere kıyasla direnç indükleme olasılığı düşüktür. PRP şifa destekleyici özellikleri patojenler ve insan hücreleri implant yüzeyleri 12 yarış olarak böylece enfeksiyon oran azaltarak bakteriyel eki önlemek için sızdırmazlık sağlayabilir, (ii) PRP de enfeksiyon önleme üzerinde sinerjik bir etkiye sahip olabilir iyileşmesine katkıda özelliklere sahiptir , 13. (Iii) PRP doğal biyouyumlu ve güvenli ve bulaşıcı hastalıkların riski içermez.
Bizim uzun vadeli hedefi implant ile ilişkili enfeksiyonu önlemek için yeni bir yaklaşım olarak PRP kullanmaktırons. Bu çalışmanın amacı, in vitro antimikrobiyal özelliklerde PRP incelemek için, bir iki defa santrifüj yaklaşım kullanılarak PRP hazırlamak için, ve bu gibi antimikrobiyal özelliklerini değerlendirmek için protokoller tanımlanmasıdır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Trombosit zengin plazma giderek şifa destekleyici özellikleri 15-17 nedeniyle klinik uygulamalar için kullanılır olmuştur. Bu çalışmada, TZP enfeksiyonun önlenmesi için yeni bir yaklaşım olarak sunuldu. PRP MRSA, MSSA, Grup A Streptokok, ve Neisseria gonorrhoeae karşı güçlü antimikrobiyal özelliklere sahip olduğu bulunmuştur. Konvansiyonel antibiyotik tedavilere kıyasla PRP önemli avantajları, enfeksiyonun önlenmesi için şunlardır: (1) Cari antibiyotik tedavileri …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar Therwa Hamza, John E. Tidwell, Nina Clovis, ve deneysel yardım ve redaksiyon için Suzanne Smith Suzanne Smith teşekkürler. Yazarlar ayrıca, onun desteği ve Mikrobiyoloji, İmmünoloji ve West Virginia Üniversitesi'nde Hücre Biyoloji Bölümü biyolojik güvenlik laboratuar kullanımı için bakteriyel klinik izolat ve John B. Barnett, Doktora sağlamak için John Thomas, Doktora ederim. Yazarlar Osteosentez ve Travma Bakım Vakfı ve Ulusal Bilim Vakfı (# 1003907) mali destek için minnettarım. Mikroskop deneyleri ve görüntü analizi de Meryem Babb Randolph Kanser Merkezi ve NIH hibe P20 RR016440 tarafından kısmen desteklenen Batı Virginia Üniversitesi Görüntüleme Tesis içinde yapılmıştır.
Kan Hayvan kullanımı Batı Virginia Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır çizer. Tüm deneyler ilgili tüm guidelin uygun idam edildies, düzenlemeler ve düzenleyici kurumlar.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Bovine thrombin | King Pharmaceuticals, Inc | 60793-215-05 | Thrombin (bovine origin) |
| Calcium chloride | King Pharmaceuticals, Inc | 60793-215-05 | 10% calcium chloride |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | E7023 | |
| Isoflurane | Baxter | 1001936060 | |
| Mueller Hinton broth | Becton, Dickinson and Company | 275710 | |
| Phosphate-buffered saline | Sigma-Aldrich | D8662 | |
| Tri-sodium citrate | Sigma-Aldrich | W302600 | |
| Tryptic soy agar | Fisher Scientific | R01202 | |
| Centrifuge | Kendro Laboratory Products | 750043077 | |
| Syringe filter | Millipore | SLGP033RS |
References
- Gristina, A. G. Biomaterial-centered infection: microbial adhesion versus tissue integration. Science. 237, 1588-1595 (1987).
- Gristina, A. G., Costerton, J. W. Bacterial adherence to biomaterials and tissue. The significance of its role in clinical sepsis. J. Bone Joint Surg. Am. 67, 264-273 (1985).
- Everts, P. A., et al. Reviewing the structural features of autologous platelet-leukocyte gel and suggestions for use in surgery. Eur. Surg. Res. 39, 199-207 (2007).
- Marx, R. E. Platelet-rich plasma (PRP): what is PRP and what is not PRP. Implant. Dent. 10, 225-228 (2001).
- Toscano, N., Holtzclaw, D. Surgical considerations in the use of platelet-rich plasma. Compend. Contin. Educ. Dent. 29, 182-185 (2008).
- Cieslik-Bielecka, A., Gazdzik, T. S., Bielecki, T. M., Cieslik, T. Why the platelet-rich gel has antimicrobial activity?. Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol. Oral Radiol. Endod. 103, 303-306 (2007).
- Yeaman, M. R. The role of platelets in antimicrobial host defense. Clin. Infect. Dis. 25, 951-970 (1997).
- Tang, Y. Q., Yeaman, M. R., Selsted, M. E. Antimicrobial peptides from human platelets. Infect Immun. 70, 6524-6533 (2002).
- El-Sharkawy, H., et al. Platelet-rich plasma: growth factors and pro- and anti-inflammatory properties. J. Periodontol. 78, 661-669 (2007).
- Krijgsveld, J., et al. Thrombocidins, microbicidal proteins from human blood platelets, are C-terminal deletion products of CXC chemokines. J. Biol. Chem. 275, 20374-20381 (2000).
- Trowbridge, C. C., et al. Use of platelet gel and its effects on infection in cardiac surgery. J. Extra Corpor. Technol. 37, 381-386 (2005).
- Gristina, A. G., Naylor, P., Myrvik, Q. Infections from biomaterials and implants: a race for the surface. Med. Prog. Technol. 14, 205-224 (1988).
- Subbiahdoss, G., Kuijer, R., Grijpma, D. W., vander Mei, H. C., Busscher, H. J. Microbial biofilm growth vs. tissue integration: “the race for the surface” experimentally studied. Acta Biomater. 5, 1399-1404 (2009).
- Klevens, R. M., et al. Invasive methicillin-resistant Staphylococcus aureus infections in the United States. JAMA. 298, 1763-1771 (2007).
- Foster, T. E., Puskas, B. L., Mandelbaum, B. R., Gerhardt, M. B., Rodeo, S. A. Platelet-rich plasma: from basic science to clinical applications. Am. J. Sports Med. 37, 2259-2272 (2009).
- Carlson, N. E., Roach, R. B. Platelet-rich plasma: clinical applications in dentistry. J. Am. Dent. Assoc. 133, 1383-1386 (2002).
- Man, D., Plosker, H., Winland-Brown, J. E. The use of autologous platelet-rich plasma (platelet gel) and autologous platelet-poor plasma (fibrin glue) in cosmetic surgery. Plast. Reconstr. Surg. 107, 229-237 (2001).
- Fridkin, S. K., et al. Epidemiological and microbiological characterization of infections caused by Staphylococcus aureus with reduced susceptibility to vancomycin, United States, 1997-2001. Clin. Infect. Dis. 36, 429-439 (1997).
- Jackson, C. R., Fedorka-Cray, P. J., Davis, J. A., Barrett, J. B., Frye, J. G. Prevalence, species distribution and antimicrobial resistance of enterococci isolated from dogs and cats in the United States. J. Appl. Microbiol. 107, 1269-1278 (2009).
- Murray, C. K., et al. Recovery of multidrug-resistant bacteria from combat personnel evacuated from Iraq and Afghanistan at a single military treatment facility. Mil. Med. 174, 598-604 (2009).
- Durr, M., Peschel, A. Chemokines meet defensins: the merging concepts of chemoattractants and antimicrobial peptides in host defense. Infect Immun. 70, 6515-6517 (2002).
- Hancock, R. E. Peptide antibiotics. Lancet. 349, 418-422 (1997).
- Dohan Ehrenfest, D. M., Rasmusson, L., Albrektsson, T. Classification of platelet concentrates: from pure platelet-rich plasma (P-PRP) to leucocyte- and platelet-rich fibrin (L-PRF). Trends Biotechnol. 27, 158-167 (2009).
- Kalen, A., Wahlstrom, O., Linder, C. H., Magnusson, P. The content of bone morphogenetic proteins in platelets varies greatly between different platelet donors. Biochem. Biophys. Res. Commun. 375, 261-264 (2008).
- Weibrich, G., Kleis, W. K., Hafner, G., Hitzler, W. E. Growth factor levels in platelet-rich plasma and correlations with donor age, sex, and platelet count. J. Craniomaxillofac. Surg. 30, 97-102 (2002).
- Mazzucco, L., Balbo, V., Cattana, E., Guaschino, R., Borzini, P. Not every PRP-gel is born equal. Evaluation of growth factor availability for tissues through four PRP-gel preparations: Fibrinet, RegenPRP-Kit, Plateltex and one manual procedure. Vox Sang. 97, 110-118 (2009).
- Lei, H., Gui, L., Xiao, R. The effect of anticoagulants on the quality and biological efficacy of platelet-rich plasma. Clin. Biochem. 42, 1452-1460 (2009).
- Redler, L. H., Thompson, S. A., Hsu, S. H., Ahmad, C. S., Levine, W. N. Platelet-rich plasma therapy: a systematic literature review and evidence for clinical use. Phys. Sportsmed. 39, 42-51 (2011).
- Whitman, D. H., Berry, R. L., Green, D. M. Platelet gel: an autologous alternative to fibrin glue with applications in oral and maxillofacial surgery. J. Oral Maxillofac. Surg. 55, 1294-1299 (1997).
- Anitua, E. Plasma rich in growth factors: preliminary results of use in the preparation of future sites for implants. Int. J. Oral Maxillofac. Implants. 14, 529-535 (1999).
- Whitman, D. H., Berry, R. L. A technique for improving the handling of particulate cancellous bone and marrow grafts using platelet gel. J. Oral. Maxillofac. Surg. 56, 1217-1218 (1998).
- Currie, L. J., Sharpe, J. R., Martin, R. The use of fibrin glue in skin grafts and tissue-engineered skin replacements: a review. Plast. Reconstr. Surg. 108, 1713-1726 (2001).
- Nikulin, A. A. Effect of calcium, thrombin and nucleotides (ADP, cAMP, cGMP) on blood platelet glycolysis and energy metabolism. Farmakol. Toksikol. 43, 585-590 (1980).
- Hantgan, R. R., Taylor, R. G., Lewis, J. C. Platelets interact with fibrin only after activation. Blood. 65, 1299-1311 (1985).
- Hantgan, R., Fowler, W., Erickson, H., Hermans, J. Fibrin assembly: a comparison of electron microscopic and light scattering results. Thromb. Haemost. 44, 119-124 (1980).
- Li, B., Jiang, B., Boyce, B. M., Lindsey, B. A. Multilayer polypeptide nanoscale coatings incorporating IL-12 for the prevention of biomedical device-associated infections. Biomaterials. 30, 2552-2558 (2009).
- Li, B., Jiang, B., Dietz, M. J., Smith, E. S., Clovis, N. B., Rao, K. M. K. Evaluation of local MCP-1 and IL-12 nanocoatings for infection prevention in open fractures. J. Orthop. Res. 28, 48-54 (2010).
- Boyce, B. M., Lindsey, B. A., Clovis, N. B., Smith, E. S., Hobbs, G. R., Hubbard, D. F., Emery, S. E., Barnett, J. B., Li, B. Additive effects of exogenous IL-12 supplementation and antibiotic treatment in infection prophylaxis. J. Orthop. Res. 30 (2), 196-202 (2012).
