Ocena aktywności opatrunków UrgoClean® Ag i UrgoStart® Plus Pad w modelach in vitro, ex vivo oraz in vivo względem wybranych patogenów oportunistycznych wywołujących infekcje ran niegojących się

Streszczenie: Zakażenia ran niegojących się, często związane z obecnością biofilmu, stanowią poważne wyzwanie kliniczne, ograniczające skuteczność terapii i prowadzące do przewlekłego stanu zapalnego oraz ryzyka zakażeń ogólnoustrojowych. Celem niniejszego badania była ocena aktywności dwóch nowoczesnych opatrunków aktywnych – UrgoClean® Ag (z jonami srebra) oraz UrgoStart® Plus Pad (z czynnikiem NOSF) – wobec patogenów oportunistycznych (P. aeruginosa, S. aureus, E. coli, C. albicans) w trzech komplementarnych modelach: in vitro, ex vivo i in vivo. W modelu in vitro wykazano, że UrgoClean® Ag charakteryzuje się aktywnością przeciwdrobnoustrojową względem wszystkich badanych szczepów (n=25 dla każdego gatunku), przy czym największą medianę strefy zahamowania (19 mm2) odnotowano dla P. aeruginosa, a najmniejszą (13 mm2) dla C. albicans. W modelu ex vivo z użyciem świńskiej nogi jako powierzchni wzrostowo-odżywczej zaobserwowano wyraźną redukcję biofilmu, przy czym opatrunek UrgoClean® Ag wykazywał silne działanie eradykacyjne, a UrgoStart® Plus Pad efekt sekwestracji. W układach sekwencyjnych najwyższą skuteczność osiągnięto przy zastosowaniu schematu: UrgoClean® Ag – UrgoStart® Plus Pad. W modelu in vivo wykorzystującym nowo opracowany układ do badania infekcji miejscowej u larw Galleria mellonella, odnotowano średnią redukcję biofilmu przekraczającą 80%, z wartościami bliskimi 100% dla P. aeruginosa. Analiza danych uzyskanych przez wykorzystanie modelu świńskiej tkanki mięśniowej jako podłoża wzrostowo-odżywczego w płytkach 6-dołkowych (n=240) potwierdziła istotną statystycznie redukcję biofilmu P. aeruginosa (60–65%, p<0,01) w strefie kontaktu z opatrunkiem. Wyniki te wskazują, że opatrunki UrgoClean® Ag i UrgoStart® Plus Pad mogą być skutecznie stosowane w leczeniu zakażonych ran przewlekłych, a ich sekwencyjne zastosowanie może przynieść dodatkowe korzyści terapeutyczne. Uzyskane dane dostarczają zatem przesłanek translacyjnych wspierających wybór optymalnych strategii leczenia w warunkach klinicznych.

Słowa kluczowe: biofilm, ex vivo, Galleria mellonella, in vivo, modele in vitro, sekwestracja, srebro, UrgoClean® Ag, UrgoStart® Plus Pad

Abstract: Infections of non-healing wounds, often associated with biofilm formation, represent a major clinical challenge by means of impairing tissue regeneration, perpetuating inflammation, and increasing the risk of systemic infections. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of two advanced active dressings – UrgoClean® Ag (silver ion-based) and UrgoStart® Plus Pad (containing NOSF factor) – against opportunistic pathogens (P. aeruginosa, S. aureus, E. coli, C. albicans) using three complementary models: in vitro, ex vivo and in vivo. In the in vitro model, UrgoClean® Ag showed antimicrobial activity against all tested strains (n=25 for each species), with the largest median inhibition zone (19 mm²) observed for P. aeruginosa, and the smallest (13 mm²) for C. albicans. The ex vivo model, using porcine skin as a growth and nutrient medium, demonstrated a clear biofilm reduction (up to 72 h incubation), where UrgoClean® Ag displayed strong biofilm eradication properties, while UrgoStart® Plus Pad acted mainly by sequestering the biomass. In sequential applications, the UrgoClean® Ag – UrgoStart® Plus Pad protocol yielded the most effective biofilm reduction. In the in vivo model, based on a newly developed and patented system for localized infection in Galleria mellonella larvae, an average biofilm reduction exceeded 80%, with near-complete eradication observed for P. aeruginosa. A supplementary model, involving standardized pork muscle samples in 6-well plates (n=240), confirmed a statistically significant biofilm reduction of P. aeruginosa (60–65%, p< 0.01) within the direct contact zone of the UrgoClean® Ag dressing compared to controls. These findings indicate that UrgoClean® Ag and UrgoStart® Plus Pad dressings can be effectively used in the treatment of chronic wounds with biofilm-related infections, and that their sequential application may offer additional therapeutic benefits. Therefore, the obtained results provide translational insights to support the development of the optimized wound management strategies in clinical practice.

Key words: biofilm, ex vivo, Galleria mellonella, in vitro, in vivo models, sequestration, silver, UrgoClean® Ag, UrgoStart® Plus Pad