Treatment of bone infections caused by biofilm-forming microorganisms, with antibiotics and experimental antimicrobial agents

Ruth Dudek-Wicher | Adam Junka | Marzenna Bartoszewicz

Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej i Parazytologii Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu

Ruth Dudek-Wicher, Zakład Mikrobiologii Farmaceutycznej i Parazytologii, Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu,
ul. Borowska 211a, 50-556 Wrocław

Wpłynęło: 24.03.2017

Zaakceptowano: 18.04.2017

DOI: dx.doi.org/10.15374/FZ2017018

Forum Zakażeń 2017;8(3):181–188

Streszczenie: Infekcje kości wywoływane przez drobnoustroje w formie biofilmowej stanowią istotny problem kliniczny. Ze względu na patomechanizm wyróżnia się zakażenia krwiopochodne oraz wtórne. W postępowaniu diagnostyczno-terapeutycznym stosuje się klasyfikację anatomiczną według Ciernego-Madera. Ważną rolę w diagnozowaniu odgrywają metody obrazowania: rezonans magnetyczny, tomografia komputerowa i ultrasonografia. Najczęstszymi czynnikami etiologicznymi zakażeń kości są: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa oraz Escherichia coli. Drobnoustroje te tworzą na powierzchni kości wielowarstwową strukturę biofilmu. Wybór farmakoterapii opiera się na zdolności penetracji substancji czynnej do tkanki kostnej. W zależności od etiologii zakażenia, najczęściej stosuje się: antybiotyki beta-laktamowe oraz wankomycynę, daptomycynę, fluorochinolony, kotrimoksazol i fosfomycynę. W leczeniu miejscowym zakażeń kości można wykorzystywać także antybiotyki związane z nośnikami, takimi jak: polimetakrylan metylu, gąbka kolagenowa, hydroksyapatyt, biodegradowalne syntetyczne polimery, nanożele, bifosfoniany oraz nanobiomateriały liposomalne. Badania przydatności małych peptydów przeciwdrobnoustrojowych do zwalczania infekcji kości wciąż znajdują się na etapie eksperymentów in vitro. Struktura, funkcje i metody detekcji oraz eradykacji biofilmu w dalszym ciągu stanowią przedmiot intensywnych badań.

Słowa kluczowe: biofilm, Staphylococcus aureus, środki przeciwdrobnoustrojowe, zakażenia kości

Abstract: Osteomyelitis caused by microorganisms in a biofilm form are serious clinical problem. Due to the pathophysiological mechanism may be distinguished haematogenous or contiguous osteomyelitis. In diagnostic and therapeutic procedures anatomical classification by Cierny-Mader has been used. Imaging techniques – magnetic resonance imaging, computed tomography, ultrasonography – play a crucial role in diagnosing. Common etiological factors in bone infections are Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli. These organisms form multilayer structure of biofilm on the surface of bone. The choice of pharmacological treatment is based on the ability of penetration of the active substance to the bone. Depending on the etiology of infection, the most widely used antibiotics are beta-lactams and vancomycin, daptomycin, quinolones, co-trimoxazole, and fosfomycin. In the local treatment of bone infections, antibiotics conjugated to carriers such as poly- (methyl methacrylate), a collagen sponge, hydroxyapatite, biodegradable synthetic polymers, nanogels, bisphosphonates, and a liposomal nanobiomaterials may be used. Trials of applicability of small antimicrobial peptides to combat osteomyelitis are still in the in vitro stage. The structure, functions and methods of detection and eradication of the biofilm are still the subject of intensive research.

Key words: antimicrobial peptides, biofilm, osteomyelitis, Staphylococcus aureus

Evereth Publishing
Right Menu Icon

Udostępnij