Vliv kultivačních podmínek na citlivost mikrobiálního biofilmu k antimikrobiálním látkám.

Bc. Markéta Dopitová

Master's thesis

Effect of culture conditions on biofilm susceptibility to antimicrobial agent.

Abstract:

Mikrobiální biofilm je přirozenou formou života většiny mikrobů a to včetně velké části původců infekcí. Jednou z hlavních vlastností jimiž se buňky v biofilmu odlišují od buněk volně žijících je zvýšená rezistence vůči antimikrobiálním látkám i obranným mechanismům imunitního systému. Množství a závažnost infekcí způsobených mikroby v biofilmu narůstá s přibývajícím počtem ohrožených pacientů. Rizikovým faktorem je používání nejrůznějších lékařských implantátů, cizorodý materiál představuje v lidském těle ideální povrch pro kolonizaci mikroby a vznik infekce. Z důvodu vysoké rezistence původců těchto infekcí je často léčba neúčinná a jediným řešením je pak vyjmutí implantátu. Vzhledem obtížné léčbě je velmi slibnou strategií předcházení vzniku těchto infekcí použitím materiálů, které by adhezi mikrobu něumožňovaly nebo měly antimikrobiální efekt na již adherované buňky. V této práci byly testovány antimikrobiální účinky povrchové úpravy PVC hybridní vrstvou s obsahem iontů stříbra, mědí a zinku. Účinnost vrstvy byla zjišťován vůči neadherovaným buňkám, buňkám v prvotních fázích adheze a v biofilmu. Byl zaznamenán velmi dobrý antimikrobiální efekt použité povrchové úpravy u neadherovaných buněk a buněk po krátkodobé adhezi. V případě mikrobů v biofilmu byl povrch pravděpodobně pokryt vrstvou odumřelých buněk a extracelulární matrix, která funguje jako bariéra pro průnik uvolňovaných iontů, antimikrobiální efekt tak byl velmi omezený.

Abstract:

Microbial biofilm is a natural way of life for most of microbes, including most of pathogens. One of the main characteristics of the biofilm cells is increased resistance to antimicrobials and host immune system mechanisms. The amount and severity of infections caused by microbes in biofilm increase with the increasing number of vulnerable patients. The risk factor is the use of various medical implants. Foreign material in the body presents an ideal surface for colonization and infection by microbes. Due to the high resistance of these infections the treatment is often ineffective and implant removal is the only solution. Because of the very difficult treatment a promising strategy to prevent these infections is using materials that would not allow adhesion of microbes or have an antimicrobial effect on already adherent cells. In this thesis we have tested an antimicrobial effect of PVC hybrid coating containing silver, copper and zinc ions. The effectiveness of the layers was determined to nonadherent cells, the cells in the early stages of adhesion and biofilm. There was a very good antimicrobial effect at nonadherent cells and cells after short-term adhesion. In the case of biofilm surface was probably covered with a layer of dead cells and extracellular matrix that acts as a barrier to the penetration of released ions, the antimicrobial effect was very limited.

Keywords

biofilm, surface modifications, resistance, methods, antimicrobials, povrchové úpravy, rezistence, metody, antimikrobiální látky

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 1. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 6. 2. 2015
• Supervisor: doc. MUDr. Filip Růžička, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology