Μελέτη της δεκτικότητας σε λοίμωξη διαφόρου τύπου πλεγμάτων μετά από επιμόλυνση με το μικροβιακό στέλεχος Pseudomonas aeruginosa: πειραματική μελέτη σε κονίκλους

Abstract

Background: The use of synthetic mesh during hernia repair has been established as the gold standard. Despite sterile technique and preoperative antibiotic administration mesh infection remains one of the main complications. The purpose of this study was to compare the susceptibility to infection of four different types of mesh in a live animal model. Bacterial inoculation was achieved using a multiresistant bacterial strain of Pseudomonas aeuroginosa under controlled conditions. Methods: The following four synthetic meshes were used in this study expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) with silver/chlorhexidine (DualMesh+) ePTFE with polypropylene (Composix) polyester- polyurethane (HITEX PARP MP) and titanium coated polypropylene (TiMesh) New Zealand rabbits (n=48) underwent creation of a single ventral hernia (2X2 cm2 full thickness defect). All of them underwent repair by intraperitoneal mesh positioning with a different type of mesh (4X3cm piece). Ten pieces of each mesh were inoculated at the time of hernia repair prior to skin closure with 108 Pseudomonas aeuroginosa (n = 40). Two pieces of each mesh were placed without bacterial inoculation (n = 8). After 5 days the animals were killed and the mesh was explanted. Each mesh was divided and either vortex-washed or sonicated in PBS. All the samples (meshes and wash fluids) were incubated in tryptic soy broth. Bacterial counts were determined using serial dilutions and spot plates and quantified in colony forming units (CFU) per square centimeter of mesh present in the vortex wash fluid and the sonicatum (wash count) and the soy broth (broth count). Data were presented as log 10 means. Sections from each mesh were processed accordingly for Scanning Electron Microscopy. Analysis of variance (ANOVA) and Student’s t-test were used to determine significance (p < 0.05). Results: The TiMesh material had no detectable live bacteria in the wash or broth counts in 9 of 10 tested samples (p = 0.05). Of the samples that showed bacterial growth the DualMesh+ group had lower wash count and broth count than Composix and HITEX (p = 0.05). In regard to wash and broth counts Composix and HITEX meshes presented equal bacterial growth (p = NS). Conclusions: The TiMesh material was the least susceptible to infection. We believe mesh structure and the titanium coating were the main reasons for this providing superior biocompatibility that allowed rapid host-tissue incorporation and prevention of bacterial attachment. Consequently, the TiMesh material is characterized by very low infection rate during use.

Σκοπός: Στην καθημερινή χειρουργική πράξη η χρήση των συνθετικών πλεγμάτων στην αποκατάσταση κηλών αποτελεί σήμερα μέθοδο εκλογής με σημαντική μείωση του ποσοστού υποτροπής τους. Ωστόσο, η εφαρμογή και η χρήση τους δεν είναι άμοιρη προβλημάτων, με κυριότερο την εμφάνιση λοιμώξεων. Η επιμόλυνση του πλέγματος αποτελεί μία από τις σοβαρότερες επιπλοκές που ακολουθούν την τοποθέτησή του. Σκοπός της μελέτης ήταν η σύγκριση του βαθμού δεκτικότητας σε λοίμωξη τεσσάρων διαφορετικού τύπου πλεγμάτων τα οποία χρησιμοποιήθηκαν σε πειραματικό πρότυπο ελλείμματος του κοιλιακού τοιχώματος σε κονίκλους. Η λοίμωξη προκλήθηκε από πολυανθεκτικό στέλεχος του βακτηρίου της Ψευδομονάδας της πυοκυανικής (Pseudomonas aeuroginosa) υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Υλικό - μέθοδος: Μελετήθηκαν τέσσερα πλέγματα αποκατάστασης ιστικών Ελλειμμάτων: το διεσταλμένο πολυτετραφλουοροαιθυλένιο (ePTFE) με επίστρωση αργύρου - χλωρεξιδίνης (DualMesh plus®), το συνδυαστικό πλέγμα πολυπροπυλενίου - ePTFE (Composix®), το πλέγμα πολυεστέρα - πολυουρεθάνης (ΗΙΤΕΧ PARP MP®) και το πλέγμα πολυπροπυλενίου με επίστρωση τιτανίου (TiMesh®) 48 κόνικλοι Ν. Ζηλανδίας (n=48) υποβλήθηκαν σε δημιουργία ιστικού ελλείματος 2 cm² στο πρόσθιο κοιλιακό τοίχωμα. Το κηλικό χάσμα αποκαταστάθηκε με τη χρήση πλεγμάτων μεγέθους 4X3 cm με ενδοπεριτοναϊκή τοποθέτηση και πλαστική χωρίς τάση. Από κάθε ομάδα πλέγματος 10 δείγματα επιμολύνθηκαν κατά τη σύγκλειση του τραύματος με πολυανθεκτικό στέλεχος του βακτηρίου Pseudomonas Aeuroginosa (n=40). Δύο δείγματα από κάθε ομάδα πλέγματος τοποθετήθηκαν χωρίς επιμόλυνση (n=8). Την 5η μετεγχειρητική ημέρα τα πειραματόζωα θυσιάστηκαν και τα πλέγματα αφαιρέθηκαν υπό άσηπτες συνθήκες. Κάθε πλέγμα διαιρέθηκε και υποβλήθηκε σε προσδιορισμό του βακτηριακού του φορτίου με τη χρήση δύο τεχνικών της φυγοκέντρισης και του «λουτρού» υπερήχων. Στη συνέχεια τα δείγματα των πλεγμάτων καλλιεργήθηκαν σε θρεπτικό ζωμό. Το βακτηριακό φορτίο υπολογίστηκε από την καταμέτρηση των σχηματιζόμενων αποικιών τόσο στην καλλιέργεια του εκπλύματος και από τις δύο τεχνικές όσο και του ζωμού. Από όλα τα δείγματα χρησιμοποιήθηκε τμήμα το οποίο κατόπιν κατάλληλης επεξεργασίας τέθηκε σε μικροσκόπιση με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης. Οι καταμετρούμενες τιμές βακτηριακού φορτίου υποβλήθηκαν σε στατιστική ανάλυση για τον υπολογισμό της διακύμανσης και τη σύγκριση μεταξύ των προσθετικών υλικών. Αποτελέσματα: Διαπιστώθηκε στατιστικώς σημαντική διαφοροποίηση στη δεκτικότητα σε λοίμωξη των τεσσάρων πλεγμάτων. Το πλέγμα από πολυπροπυλένιο με επικάλυψη τιτάνιου TiMesh® παρουσίασε μηδενική ανάπτυξη βακτηριακού φορτίου σε 9 από τα 10 πειραματόζωα. Σε όλα τα υπόλοιπα υλικά αναπτύχθηκε το ενοφθαλμιζόμενο βακτήριο. Όπως προέκυψε από τα ευρήματα κατά την παρατήρηση με το ΗΜΣ διαπιστώθηκε ανάπτυξη μικροοργανισμών στα τρία από τα τέσσερα πλέγματα. Στο πλέγμα TiMesh® δεν παρατηρήθηκε ανάπτυξη επιβεβαιώνοντας έτσι τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Το πλέγμα TiMesh® είναι πολύ λίγο δεκτικό σε λοίμωξη ενώ ακολουθούν το πλέγμα DualMeshplus® που εμφανίζει στατιστικώς σημαντική υπεροχή έναντι των υπολοίπων δύο (Composix® και ΗΙΤΕΧ PARP MP®). Συμπεράσματα: Το πλέγμα TiMesh® παρουσίασε τη μικρότερη δεκτικότητα σε λοίμωξη στο πειραματικό μοντέλο της παρούσης διατριβής. Η αρχιτεκτονική του συγκεκριμένου πλέγματος και η επίστρωση του τιτάνιου πιστεύουμε ότι διευκόλυνε την ταχεία ενσωμάτωσή του στο πειραματόζωο εμποδίζοντας τη βακτηριακή προσκόλληση και την ανάπτυξη βιοφίλμ. Το πλέγμα από πολυπροπυλένιο με επικάλυψη τιτανίου χαρακτηρίζεται από μηδενική βακτηριακή προσκόλληση και κατά συνέπεια βαρύνεται σε χαμηλό ποσοστό από επακόλουθες μετά την χρήση του λοιμώξεις.