测试参数选择影响用于预防假体关节感染的接触杀灭涂层的表观抗菌效能

《Frontiers in Bioengineering and Biotechnology》:Test parameter selection affects the perceived antibacterial efficacy of a contact-killing coating developed to prevent prosthetic joint infection

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月10日 来源:Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 5.8

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  摘要 引言:假体关节感染发生于全髋关节和全膝关节置换术的1%–4%。许多预防细菌黏附和生物膜形成的新型治疗手段正在开发中。本研究通过评估一种由聚-ε-赖氨酸和透明质酸(PEL-10/HA-1)组成的接触杀灭涂层,强调了体外抗菌测试中方法学参数选择和数据处理的重

  
摘要
引言:假体关节感染发生于全髋关节和全膝关节置换术的1%–4%。许多预防细菌黏附和生物膜形成的新型治疗手段正在开发中。本研究通过评估一种由聚-ε-赖氨酸和透明质酸(PEL-10/HA-1)组成的接触杀灭涂层,强调了体外抗菌测试中方法学参数选择和数据处理的重要性。方法:研究人员评估了两种肉汤培养基成分、接种体积和振荡速度,以测试细菌在PEL-10/HA-1涂层和未涂层钛合金Ti6Al4V(Ti)试样上的黏附情况。试样接种1 × 107菌落形成单位(CFU)/mL的金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)。接种物于胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)或穆勒-欣顿肉汤(MHB)中配制,体积为0.5或1 mL。接种后的试样在60或120 RPM(分别为0.05或0.2 g)下孵育24 h。孵育后,计数每个试样上的附着CFU。结果:在MHB中,与未涂层试样相比,涂层试样的CFU/试样降低>5个对数级。在TSB中,降低范围为0.4至3.5个对数级。0.5 mL体积和120 RPM振荡速度分别比1 mL和60 RPM产生更高的CFU/试样降低。变异的主要来源是培养基类型,其次是振荡速度和接种体积。讨论:总之,看似标准的抗菌效能测试方案中的方法学选择显著影响结果。这些结果强调了审慎选择并完整记录参数以确保抗菌测试方法有效性和可靠性的关键必要性。
假体关节感染(prosthetic joint infection,PJI)是全髋关节和全膝关节置换术后1%–4%患者面临的严重并发症,可导致住院时间延长、再手术、功能损害和病死率升高。细菌在植入物表面形成生物膜后,抗生素渗透受限且细菌代谢降低,产生耐受表型,使得感染难以根除。为了应对抗生素耐药和生物膜相关治疗的困境,多种新型抗菌技术正在开发中。然而,目前常用的抗菌效力检测标准如ISO 22196、ASTM E2180-18和JIS Z 2801主要针对塑料表面,不能区分抗黏附与杀菌作用,且其参数设置高度灵活,如培养基种类、接种浓度和体积、湿度、气流、孵育条件等均可由使用者调整,导致不同实验室的结果可能不一致,甚至产生夸大或错误的效能声明。因此,系统评估测试参数对抗菌效果感知的影响具有重要意义。

研究人员以聚-ε-赖氨酸和透明质酸(PEL-10/HA-1)接触杀灭涂层为模型,在体外细菌悬液黏附试验中系统改变了肉汤培养基类型(TSB或MHB)、接种体积(0.5或1 mL)和振荡速度(60或120 RPM),以阐明这些参数对表观抗菌效能的影响。该研究结果验证了方法学选择显著影响抗菌效果评判的结论,并强调了在报道抗菌技术时必须
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