Une nouvelle méthode pour déterminer l’activité antibactérienne longitudinale de matériaux à élution médicamenteuse

Ce protocole consiste à tester l’efficacité antibactérienne en temps réel d’antibiotiques élués à partir d’un dispositif polymère, ce qui peut aider à déterminer avec précision les formulations efficaces augmentant leur valeur translationnelle. Cette méthode permet de tester l’efficacité antibactérienne en temps réel pour surveiller l’activité longitudinale des matériaux à élution médicamenteuse et pour comprendre la gamme d’activité antibactérienne pour une formulation implantaire donnée. Ce matériau polymère est utilisé dans plus de 90% des remplacements totaux de joints comme surface d’appui.

Et ces formulations à élution d’antibiotiques de celui-ci sont développées comme traitements possibles pour les infections articulaires périprothétiques. Cette méthode peut être utilisée avec n’importe quel dispositif à élution de médicament, tel que les métaux poreux, les polymères dégradables et non dégradables, les gels et éventuellement les matériaux particulaires avec des modifications de protocole spécifiques au matériau. Pour commencer, cultivez les bactéries pendant la nuit dans un millilitre de bouillon de soja tryptique.

Ensuite, diluez la suspension bactérienne cultivée pendant la nuit dans un bouillon Mueller Hinton stérile, ou MHB, et vérifiez le nombre de bactéries viables à l’aide des unités de luminescence avant le début de l’expérience comme décrit dans le manuscrit. Placez les bandelettes UHMWPE vierges et chargées de médicaments dans une seringue de trois millilitres. Ensuite, aspirez la suspension bactérienne contenant du MHB dans la seringue à travers l’aiguille fixée jusqu’à la marque de 1,5 millilitre.

Placez la seringue sur un incubateur à agitation jusqu’aux points de temps indiqués de six heures, puis tous les jours jusqu’au septième jour. Après chaque point de temps indiqué, retirez la configuration de la seringue et distribuez le média dans un tube de deux millilitres. Effectuer un test de viabilité microbienne en temps réel comme décrit dans le manuscrit en utilisant 100 microlitres de suspension bactérienne.

Après avoir déterminé le nombre de bactéries viables, calculez les unités formant colonie par millilitre à partir des unités de luminescence en utilisant la courbe standard correspondante. Pour vérifier l’absence de bactéries viables dans les échantillons qui ont montré des valeurs de luminescence inférieures à la limite de détection, étaler la culture sur des plaques de gélose au soja tryptique. Incuber les plaques à 35 degrés Celsius pendant la nuit.

Vérifiez ensuite la présence de colonies le lendemain. Centrifuger la suspension bactérienne restante. Aspirez doucement le média épuisé.

Laissez 100 microlitres de surnageant dans les tubes avec des granulés invisibles. Remettez en suspension les bactéries granulées dans du MHB frais. Vortex pendant 10 secondes pour assurer une remise en suspension complète.

Ensuite, aspirez la suspension bactérienne dans la même configuration de seringue à travers l’aiguille attachée. Commencez par récupérer les surfaces UHMWPE vierges et chargées de médicaments de la seringue après la fin de l’étude le septième jour. Ensuite, transférez les surfaces dans des tubes de 1,5 millilitre et rincez trois fois avec un millilitre de PBS stérile.

Sonicer la surface pendant 40 minutes dans un millilitre de PBS stérile. Déterminer la viabilité des bactéries adhérentes en effectuant un test de luminescence sur 100 microlitres de l’échantillon soniqué. La libération de médicaments par l’UHMWPE chargé de vancomycine et de gentamicine a démontré une libération en rafale à six heures, suivie d’un taux de libération constant avec une concentration supérieure à la concentration minimale inhibitrice jusqu’à sept jours.

L’UHMWPE avec vancomycine et gentamicine a démontré une réduction de plus de trois log pour l’ATCC 12600 sensible à partir de six heures et une éradication complète a été observée au troisième jour. Pour la souche L1163 sensible à la gentamicine et intermédiaire à la vancomycine, les deux matières à élution médicamenteuse ont entraîné une réduction de plus de trois log en six heures et aucune croissance de colonie n’a été observée le premier jour. L’élution de gentamicine par l’UHMWPE n’a pas affecté la viabilité bactérienne de la souche L1101 résistante à la gentamicine et intermédiaire à la vancomycine.

Au contraire, l’élution de vancomycine par UHMWPE a considérablement réduit la viabilité bactérienne à six heures. Les surfaces de l’UHMWPE à élution de gentamicine et de vancomycine n’ont montré aucune bactérie adhérente viable lorsqu’elles ont été exposées à des souches sensibles et de résistance intermédiaire après le septième jour. Cependant, certaines bactéries viables étaient présentes sur l’UHMWPE à élution de gentamicine exposé à la L1101 résistante à la gentamicine.

La surface du polyéthylène vierge témoin a montré des bactéries adhérentes viables lorsqu’elles ont été exposées à chaque souche. La séparation des milieux usés à chaque point temporel facilitant le transfert de la population microbienne est cruciale pour simuler l’exposition prolongée aux antibiotiques. Bien qu’il s’agisse d’une amélioration par rapport aux méthodes statiques, cette méthode de simulation semi-statique peut être suivie d’une configuration continue pour mieux comprendre la cinétique d’activité des nouvelles formulations de médicaments contre les infections.

Le protocole nous a permis de saisir l’effet de l’élution médicamenteuse sur la dynamique bactérienne dépendante de la souche. Il améliore les outils d’évaluation de l’efficacité des dispositifs d’administration soutenue d’antibiotiques.