RU2626183C1 - Method for determination of sensitivity of obligate anaerobic microorganisms in biofilm to antimicrobial means - Google Patents

Method for determination of sensitivity of obligate anaerobic microorganisms in biofilm to antimicrobial means Download PDF

Info

Publication number
RU2626183C1
RU2626183C1 RU2016111845A RU2016111845A RU2626183C1 RU 2626183 C1 RU2626183 C1 RU 2626183C1 RU 2016111845 A RU2016111845 A RU 2016111845A RU 2016111845 A RU2016111845 A RU 2016111845A RU 2626183 C1 RU2626183 C1 RU 2626183C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biofilm
sensitivity
microorganisms
antibiotics
purulent
Prior art date
Application number
RU2016111845A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Валерьевич Ипполитов
Виктор Николаевич Царев
Михаил Сергеевич Подпорин
Валентина Викторовна Царева
Виктория Геннадьевна Шишова
Анна Геннадиевна Пономарева
Original Assignee
Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования Московский медицинский Медико-стоматологический Университет им. А.И. Евдокимова Министерства Здравоохранения Российской Федерации РФ (ГБОУ ВО МГМСУ им. А.И. Евдокимова МЗ РФ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования Московский медицинский Медико-стоматологический Университет им. А.И. Евдокимова Министерства Здравоохранения Российской Федерации РФ (ГБОУ ВО МГМСУ им. А.И. Евдокимова МЗ РФ) filed Critical Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования Московский медицинский Медико-стоматологический Университет им. А.И. Евдокимова Министерства Здравоохранения Российской Федерации РФ (ГБОУ ВО МГМСУ им. А.И. Евдокимова МЗ РФ)
Priority to RU2016111845A priority Critical patent/RU2626183C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2626183C1 publication Critical patent/RU2626183C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/18Testing for antimicrobial activity of a material

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: method is proposed to determine the sensitivity of oral microorganisms in biofilms to antimicrobial agents. The method includes culturing of a purulent discharge from the focus of purulent inflammation in the maxillofacial region in the plate wells in a liquid nutrient medium with previously introduced antibiotics under conditions of anaerobiosis and fluid movement. The result is assessed by characteristic signs of biofilm formation, considering the presence of biofilm as a sign of resistance to the antibacterial drug at a given concentration.
EFFECT: method allows to determine the sensitivity of a microorganism in the biofilm to antibiotics without isolation of pure cultures.
2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, лабораторной диагностике, клинической микробиологии, и может быть использовано для определения чувствительности микроорганизмов в биопленке к антибиотикам и другим антимикробным средствам в различных концентрациях при выборе лечения гнойно-воспалительных заболеваний полости рта и челюстно-лицевой области (ЧЛО).The invention relates to medicine, namely to dentistry, laboratory diagnostics, clinical microbiology, and can be used to determine the sensitivity of microorganisms in a biofilm to antibiotics and other antimicrobial agents in various concentrations when choosing the treatment of purulent-inflammatory diseases of the oral cavity and maxillofacial region ( CHLO).

Известен кассетный микрометод определения чувствительности анаэробных бактерий к антибиотикам, предложеннный нами в 1991 г., который предполагал разведение антибиотиков в разогретой агаризованной 1,5-2% питательной среде с добавлением 5% крови и гемина, которая заливалась в лунки триацетатных микрокассет. Микрокассеты помещали в чашку Петри, засевали инокулюм исследуемых культур и помещали в анаэростат при 37°С на 5-7 суток. Способ удобен для культивирования анаэробных бактерий, в том числе пародонтопатогенной группы и успешно применяется до настоящего времени (Царев В.Н., Ушаков Р.В., Пожарская В.О., Ипполитов Е.В. Принципы антибактериальной профилактики и терапии в стоматологии / в кН.: «Микробиология, вирусология и иммунология полости рта (Учебник для стоматологических факультетов медицинских вузов)». - М.: ГЭОТАР-Медиа. - 2013. - С. 300-331; Царев В.Н. Лабораторная диагностика анаэробной (клостридиальной) инфекции. / в кН.: «Руководство по медицинской микробиологии». //Под ред. Лабинской А.С., Костюковой Н.Н. -М.: Бином. - 2013. - Книга 3. - Т. 1. - С. 439-454).We know the cassette micromethod for determining the sensitivity of anaerobic bacteria to antibiotics, proposed by us in 1991, which suggested the cultivation of antibiotics in a heated agarized 1.5-2% nutrient medium with the addition of 5% blood and hemin, which was poured into the wells of triacetate microcassettes. Microcassettes were placed in a Petri dish, the inoculum of the studied cultures was seeded and placed in an anaerostat at 37 ° C for 5-7 days. The method is convenient for the cultivation of anaerobic bacteria, including periodontopathogenic group and has been successfully used to date (Tsarev V.N., Ushakov R.V., Pozharskaya V.O., Ippolitov E.V. Principles of antibacterial prevention and therapy in dentistry / in the book: “Microbiology, virology and immunology of the oral cavity (Textbook for dental faculties of medical universities).” - M .: GEOTAR-Media. - 2013. - P. 300-331; Tsarev VN Laboratory diagnosis of anaerobic (clostridial ) infection. / in kN .: "Guide to medical microbiology". // P Dr. Ed Labinskaya AS, Kostyukova NN TH .: Bean -.. 2013 - Book 3 - 1. T. - S. 439-454).

Известен способ определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам при лечении гнойно-воспалительного заболевания (патент RU 2262533 от 20.10.2005, «Способ определения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам при лечении гнойно-воспалительного заболевания», Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова).A known method for determining the sensitivity of microorganisms to antibiotics in the treatment of purulent-inflammatory disease (patent RU 2262533 from 10.20.2005, "A method for determining the sensitivity of microorganisms to antibiotics in the treatment of purulent-inflammatory disease", St. Petersburg State Medical University named after Acad. I.P. . Pavlova).

Способ включает забор гнойного отделяемого из очага гнойного воспаления челюстно-лицевой области, культивирование в сахарном бульоне не менее двух часов, введение стандартных дисков с исследуемыми антибиотиками и инкубирование в течение не менее двух часов. Результат оценивают по степени мутности содержимого в пробе, считая, что чем меньше мутность, тем выше чувствительность. Способ позволяет определить чувствительность микроорганизма к антибиотикам без выделения чистой культуры (то есть в смеси разных видов), то есть с меньшей затратой времени.The method includes collecting purulent discharge from the foci of purulent inflammation of the maxillofacial region, culturing in sugar broth for at least two hours, introducing standard discs with the studied antibiotics and incubating for at least two hours. The result is evaluated by the degree of turbidity of the contents in the sample, assuming that the lower the turbidity, the higher the sensitivity. The method allows to determine the sensitivity of the microorganism to antibiotics without isolating a pure culture (that is, in a mixture of different species), that is, with less time.

Данная система позволяет культивировать смесь микроорганизмов, но также не позволяет получить биопленку, так как не обеспечивает движения жидкости, не имеет твердой подложки (стекло не годится), она не пригодна для воспроизведения роста пародонтопатогенных бактерий, которые требуют использования анаэростата с определенным газовым составом, а следовательно, не позволяет выявить чувствительность к антимикробным средствам именно парадонтопатогенных микроорганизмов, которые не растут без формирования биопленки.This system allows you to cultivate a mixture of microorganisms, but also does not allow you to get a biofilm, because it does not provide fluid movement, does not have a solid substrate (glass is not suitable), it is not suitable for reproducing the growth of periodontopathogenic bacteria that require the use of an anaerostat with a specific gas composition therefore, it is not possible to detect the sensitivity to antimicrobial agents of precisely periodontopathogenic microorganisms that do not grow without the formation of a biofilm.

Наиболее близким техническим решением является тест-система «АБ-АН» для определения чувствительности облигатно-анаэробных микроорганизмов к антибиотикам (Косинец А.Н., и др. Витебский государственный медицинский университет, 2011 г.).The closest technical solution is the AB-AN test system for determining the sensitivity of obligate anaerobic microorganisms to antibiotics (Kosinets AN, et al. Vitebsk State Medical University, 2011).

Разработана тест-система «АБ-АН» однократного использования, которая служит для определения чувствительности облигатно-анаэробных микроорганизмов к антибиотикам в полужидкой среде после 18-24 ч инкубации в анаэробных условиях. Учет чувствительности возможен визуально или инструментально с помощью анализатора иммуноферментного Ф300ТП и компьютера с программным обеспечением «Sensitiv».A single-use test system "AB-AN" has been developed, which serves to determine the sensitivity of obligate anaerobic microorganisms to antibiotics in a semi-liquid medium after 18-24 hours of incubation under anaerobic conditions. Sensitivity accounting is possible visually or instrumentally using the F300TP enzyme-linked immunosorbent analyzer and a computer with Sensitiv software.

В культуральную среду добавляется бактериальная взвесь, которая затем вносится в лунки планшета, содержащие лиофильно высушенные антибиотики (пенициллин, амоксициллин + клавуланат, тикарциллин + клавуланат, цефокситин, имипенем, меропенем, клиндамицин, хлорамфеникол, метронидазол, моксифлоксацин, амоксициллин, тикарциллин). После инкубации производится визуальный или инструментальный учет. Резистентные штаммы растут в лунке, вызывая помутнение среды; в случае если штамм чувствителен к антибиотику, среда остается прозрачной.A bacterial suspension is added to the culture medium, which is then introduced into the wells of the tablet containing lyophilized antibiotics (penicillin, amoxicillin + clavulanate, ticarcillin + clavulanate, cefoxitin, imipenem, meropenem, clindamycin, chloramphenicol, metronidazole, amoxicloxin). After incubation, visual or instrumental accounting is performed. Resistant strains grow in the well, causing clouding of the medium; if the strain is sensitive to the antibiotic, the medium remains transparent.

АБ планшет содержит 96 лунок (12 колонок и 8 рядов, по 2 ряда - 24 лунки для определения чувствительности одного штамма микроорганизма). Всего планшет позволяет определять чувствительность четырех микроорганизмов к 12 антибиотикам.The AB tablet contains 96 wells (12 columns and 8 rows, 2 rows - 24 wells to determine the sensitivity of one strain of the microorganism). In total, the tablet allows you to determine the sensitivity of four microorganisms to 12 antibiotics.

Таким образом, разработанная «АБ-АН» система характеризуется большим разнообразием антибиотиков, относительной дешевизной, простотой в изготовлении и эксплуатации, что позволит в дальнейшем найти широкое применение для определения чувствительности штаммов анаэробных возбудителей хирургической инфекции в бактериологических лабораториях различного профиля.Thus, the system developed by AB-AN is characterized by a wide variety of antibiotics, relative cheapness, ease of manufacture and operation, which will subsequently find wide application for determining the sensitivity of strains of anaerobic pathogens of surgical infections in bacteriological laboratories of various profiles.

Однако данная система также не позволяет культивировать биопленку анаэробных бактерий и проводить определение чувствительности смеси микроорганизмов, находящихся на биопленке.However, this system also does not allow culturing the biofilm of anaerobic bacteria and determining the sensitivity of a mixture of microorganisms located on the biofilm.

Таким образом, недостатками известных способов, является отсутствие возможности получить смешанную биопленку из пародонтального кармана или воспалительного очага и оценить чувствительность ее компонентов (представителей анаэробной микрофлоры, в том числе пародонтопатогенных видов) к антибиотикам и другим антимикробным средствам.Thus, the disadvantages of the known methods is the inability to obtain a mixed biofilm from the periodontal pocket or inflammatory focus and to assess the sensitivity of its components (representatives of anaerobic microflora, including periodontopathogenic species) to antibiotics and other antimicrobial agents.

Задачей изобретения является оценка чувствительности к антимикробным средствам смеси микроорганизмов, формирующих биопленку, выделенных из гнойно-воспалительного очага (и находящихся в смешанной биопленке).The objective of the invention is to assess the sensitivity to antimicrobial agents of a mixture of microorganisms that form a biofilm isolated from a purulent-inflammatory focus (and located in a mixed biofilm).

Технический результат предложенного способа заключается в том, что за счет создания газовых анаэробных и температурных условий и колебательных движений питательной жидкости с пародонтопатогенными или иными анаэробными видами, находящимися в виде биопленки в присутствии антибиотиков, растворенных в жидкой питательной среде, достигается эффект точной конкретной информации о чувствительности облигатно-анаэробных микроорганизмов в биопленке к антимикробным средствам.The technical result of the proposed method is that due to the creation of gas anaerobic and temperature conditions and oscillatory movements of the nutrient liquid with periodontopathogenic or other anaerobic species in the form of a biofilm in the presence of antibiotics dissolved in a liquid nutrient medium, the effect of accurate specific information on sensitivity obligate-anaerobic microorganisms in a biofilm to antimicrobial agents.

Способ позволяет определить чувствительность микроорганизма в составе биопленки к антибиотикам без выделения чистой культуры, то есть при моделировании условий полости рта и с меньшей затратной времени.The method allows to determine the sensitivity of the microorganism in the composition of the biofilm to antibiotics without isolating a pure culture, that is, when modeling the conditions of the oral cavity and with less time.

Кроме того, определение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам в биопленке является более точным и корректным, так как пародонтопатогенные виды нередко не растут в виде чистой культуры без микробов-симбионтов. При традиционном посеве, как правило, выявляется рост именно представителей симбионтов - стрептококков, коринебактерий и др. представителей нормальной флоры и выбор антибиотика по чувствительности последних для лечения пародонтита является грубой диагностической ошибкой.In addition, the determination of the sensitivity of microorganisms to antibiotics in a biofilm is more accurate and correct, since periodontopathogenic species often do not grow as a pure culture without symbiotic microbes. In traditional sowing, as a rule, the growth of precisely the representatives of symbionts is revealed - streptococci, corynebacteria and other representatives of the normal flora and the choice of an antibiotic for the sensitivity of the latter for the treatment of periodontitis is a gross diagnostic error.

При использовании всех рассмотренных выше аналогов и прототипа биопленка не образуется и значительная часть микроорганизмов, в том числе представители пародонтопатогенных видов, погибают, а в питательной среде с антибиотиком остаются другие микроорганизмы, чаще сапрофиты и представители стабилизирующей микрофлоры, играющие защитную роль в полости рта. Поэтому получаемый в прототипе результат оценки чувствительности к микроорганизмам не оправдан для выбора лечения гнойно-воспалительных заболеваний полости рта, вызываемых пародонтопатогенными видами, так как приводит к кардинально неверному результату определения чувствительности.When using all the analogues and prototype discussed above, a biofilm does not form and a significant part of microorganisms, including representatives of periodontopathogenic species, die, and other microorganisms remain in the nutrient medium with antibiotic, more often saprophytes and representatives of stabilizing microflora, which play a protective role in the oral cavity. Therefore, the result obtained in the prototype of the result of evaluating sensitivity to microorganisms is not justified for the choice of treatment for purulent-inflammatory diseases of the oral cavity caused by periodontopathogenic species, since it leads to a radically incorrect result of determining sensitivity.

В заявленном способе с помощью подложки из полимерных материалов и колебательных движений жидкости (питательной среды), в которой находится биопленка получают возможность определить чувствительность всего комплекса микроорганизмов биопленки.In the inventive method, using a substrate of polymeric materials and oscillatory motions of a liquid (nutrient medium) in which the biofilm is located, it is possible to determine the sensitivity of the entire complex of microorganisms of the biofilm.

Заявленный способ включает забор гнойного отделяемого из очага гнойного воспаления челюстно-лицевой области, культивирование его в жидкой питательной среде, содержащей сердечно-мозговой бульон BHI, или LIM, или АС, 0,01% менадиона, 0,1% гемина и антибактериальный препарат, на твердой подложке в лунках планшета из полиметилакрилата или полиуретана или триацетата, при этом планшет с посевами помещают в анаэростат, установленный в орбитальный культиватор, создающий движение жидкой фазы и формирование биопленки микроорганизмов, причем культивирование осуществляют в режиме 60-120 качательных движений в минуту при температуре 37°С в течение 2 суток, результат оценивают по характерным признакам формирования биопленки, считая ниличие биопленки признаком устойчивости к антибактериальному препарату в данной концентрации.The claimed method includes the collection of purulent discharge from the foci of purulent inflammation of the maxillofacial region, culturing it in a liquid nutrient medium containing BHI cardiac broth, or LIM, or AS, 0.01% menadione, 0.1% hemin and an antibacterial drug, on a solid substrate in the wells of a tablet made of polymethyl acrylate or polyurethane or triacetate, while the tablet with the crops is placed in an anaerostat installed in an orbital cultivator that creates the movement of the liquid phase and the formation of a biofilm of microorganisms, Testing is carried out in a mode of 60-120 rocking movements per minute at a temperature of 37 ° C for 2 days, the result is evaluated by the characteristic signs of biofilm formation, considering the lack of biofilm as a sign of resistance to an antibacterial drug at a given concentration.

Дальнейшее культивирование осуществляется в условиях анаэробиоза (80% азота, 10% углекислого газа, 10% водорода) и движения жидкости, создаваемого на автоматическом приборе-культиваторе.Further cultivation is carried out under conditions of anaerobiosis (80% nitrogen, 10% carbon dioxide, 10% hydrogen) and the movement of fluid created on an automatic cultivator.

Анаэростат помещают в орбитальный шейкер-термостат или культиватор, создающий движение жидкой фазы среды и формирование биопленки микроорганизмами, устойчивыми к данному антибиотику и в данной концентрации (-ях). Культивирование осуществляют в режиме: 60-120 качательных движений в минуту, температура культивирования 37°С, продолжительность - 2 суток.Anaerostat is placed in an orbital shaker-thermostat or cultivator, which creates the movement of the liquid phase of the medium and the formation of a biofilm by microorganisms resistant to this antibiotic and at a given concentration (s). Cultivation is carried out in the mode: 60-120 swinging movements per minute, cultivation temperature 37 ° C, duration - 2 days.

Результат оценивают на стереомикроскопе (или сканирующем электронном микроскопе) по характерным признакам формирования биопленки, считая наличие биопленки признаком устойчивости к препарату в данной концентрации.The result is evaluated on a stereomicroscope (or scanning electron microscope) by the characteristic signs of biofilm formation, considering the presence of a biofilm a sign of drug resistance at a given concentration.

Таким образом разработан способ выявления чувствительности к антимикробным средствам комплекса микроорганизмов полости рта в биопленке, культивируемых в строго анаэробных и температурных условиях на подложке, погруженных в лунки с жидкой питательной средой и антимикробным средством в условиях колебательных движений платформы (то есть движущаяся тест-система), что позволяет при инкубации 48-часов в анаэробных условиях получить полноценный рост смеси микроорганизмов (включая возбудителей) в виде биопленки и оценить выраженность задержки роста комплекса микрофлоры в биопленке под действием изучаемых антимикробных средств, планируемых для лечения больного. Учет чувствительности возможен визуально-инструментально с помощью стереомикроскопа или сканирующего электронного микроскопа, что сокращает время диагностики.Thus, a method has been developed for detecting sensitivity to antimicrobial agents of a complex of microorganisms of the oral cavity in a biofilm, cultivated under strictly anaerobic and temperature conditions on a substrate, immersed in wells with a liquid nutrient medium and an antimicrobial agent under the conditions of oscillatory movements of the platform (i.e., a moving test system), which allows for 48-hour incubation under anaerobic conditions to obtain the full growth of a mixture of microorganisms (including pathogens) in the form of a biofilm and to evaluate the severity ki complex microflora growth of the biofilm by action of the antimicrobial agents studied, planned to treat the patient. Sensitivity accounting is possible visually-instrumental using a stereo microscope or scanning electron microscope, which reduces diagnostic time.

Способ иллюстрируется следующим образом.The method is illustrated as follows.

Забор материала стандартным ватным тампоном. Перенос материала на тампоне в культуральную среду путем механического распределения на подложке или на дне планшета, содержащего лиофильно высушенные антибиотики (оптимально - 24 препарата, используемые при лечении пародонтита и анаэробных инфекций челюстно-лицевой области), где в указанных условиях формируется биопленка.Material intake with a standard cotton swab. The transfer of material on a tampon to the culture medium by mechanical distribution on a substrate or on the bottom of a tablet containing lyophilized antibiotics (optimally 24 drugs used in the treatment of periodontitis and anaerobic infections of the maxillofacial region), where a biofilm is formed under these conditions.

Планшет содержит 96 лунок (12 колонок и 8 рядов, по 2 ряда - 24 лунки для определения чувствительности биопленки одного пациента). В качестве препаратов выбора используют: ампициллин, амоксициллин, амоксициллин + клавуланат, цефалексин, цефтриаксон, цефепим, имипенем, меропенем, линкомицин, клиндамицин, хлорамфеникол, метронидазол, ципрофлоксацин, левофлоксацин, моксифлоксацин, гемифлоксацин, доксициклин, эритромицин, рокситромицин, спирамицин, кларитромицин, азитромицин, фузидин, линезолид).The tablet contains 96 wells (12 columns and 8 rows, 2 rows - 24 holes to determine the sensitivity of the biofilm of one patient). As drugs of choice are used: ampicillin, amoxicillin, amoxicillin + clavulanate, cephalexin, ceftriaxone, cefepime, imipenem, meropenem, lincomycin, clindamycin, chloramphenicol, metronidazole, ciprofloxacin, gemoficyclin cyclin, gemoxifromicin, doxyfromcincyclin, gemoxifromin, azithromycin, fusidine, linezolid).

Всего 96-луночковый планшет позволяет определять чувствительность биопленки 2-х пациентов к 24 антибиотикам или делать вариации по концентрации препаратов по традиционной схеме разведения для определения минимальной подавляющей концентрации (МПК).A total of 96-well plate allows you to determine the sensitivity of the biofilm of 2 patients to 24 antibiotics or make variations in the concentration of drugs according to the traditional dilution scheme to determine the minimum inhibitory concentration (MIC).

При необходимости определения МПК какого-либо антибактериального препарата предварительно готовят его разведения по стандартной схеме от 125 до 0,12 мкг/мл и, соответственно, получают полужидкие среды с несколькими разными разведениями, расположенными по убывающей концентрации.If it is necessary to determine the IPC of any antibacterial drug, dilutions of it according to the standard scheme from 125 to 0.12 μg / ml are preliminarily prepared and, accordingly, semi-liquid media with several different dilutions located in decreasing concentration are obtained.

Посевы на полужидких средах, содержащих сердечно-мозговой бульон BHI или LIM, или АС, 0,01% менадиона, 0,1% гемина и разведения антибактериального препарата, помещают в анаэростат с газовым составом: 80% азота, 10% водорода и 10% углекислого газа, обеспечивающим рост облигатно-анаэробных и микроаэрофильных видов бактерий, относящихся к пародонтопатогенной группе.Crops on semi-liquid media containing BHI or LIM cardiac broth or AS, 0.01% menadione, 0.1% hemin and dilutions of the antibacterial drug are placed in an anaerostat with a gas composition: 80% nitrogen, 10% hydrogen and 10% carbon dioxide, which ensures the growth of obligate-anaerobic and microaerophilic species of bacteria belonging to the periodontopathogenic group.

Анаэростат помещают в орбитальный шейкер-культиватор, создающий движение жидкой фазы двухфазной среды и формирование биопленки микроорганизмами, устойчивыми к данному антибиотику и в данной концентрации (-ях). Культивирование осуществляют в режиме: 60-120 качательных движений в минуту, температура культивирования 37°С, продолжительность - 2 суток.Anaerostat is placed in an orbital shaker-cultivator that creates the movement of the liquid phase of a two-phase medium and the formation of a biofilm by microorganisms resistant to this antibiotic and at a given concentration (s). Cultivation is carried out in the mode: 60-120 swinging movements per minute, cultivation temperature 37 ° C, duration - 2 days.

Учет результатов проводят на стереомикроскопе или электронном сканирующем микроскопе, позволяющем различить морфологию микробов и архитектонику биопленки.The results are taken into account using a stereomicroscope or an electronic scanning microscope, which makes it possible to distinguish between the morphology of microbes and the architectonics of a biofilm.

Результаты исследованияResearch results

Наличие роста биопленки на поверхности плотной подложки в полужидкой питательной среде регистрируют следующим образом:The presence of biofilm growth on the surface of a dense substrate in a semi-liquid nutrient medium is recorded as follows:

1. При наличии смешанной биопленки микроорганизмы, входящие в ее состав, считаются устойчивыми к данному антибактериальному препарату.1. In the presence of a mixed biofilm, the microorganisms that make up its composition are considered resistant to this antibacterial drug.

2. При наличии отдельных колоний только эти виды считаются устойчивыми.2. In the presence of separate colonies, only these species are considered resistant.

3. При отсутствии признаков какого-либо роста (биопленка, отдельные колонии) - все микроорганизмы биопленки считаются чувствительными к данному антибактериальному препарат. Нет роста, вся смесь чувствительна к антимикробным средствам.3. In the absence of signs of any growth (biofilm, individual colonies) - all microorganisms of the biofilm are considered sensitive to this antibacterial drug. No growth, the whole mixture is sensitive to antimicrobial agents.

При необходимости для идентификации микроорганизмов, входящих в состав биопленки, проводят дальнейшее культуральное исследование с определением биохимических свойств выделенных штаммов или используют современные молекулярные методы идентификации (ПЦР и др.).If necessary, to identify the microorganisms that make up the biofilm, conduct further cultural research to determine the biochemical properties of the isolated strains or use modern molecular identification methods (PCR, etc.).

Способ был апробирован на добровольцах.The method was tested on volunteers.

Пример №1Example No. 1

Больной А. 45 лет, диагноз: хронический пародонтит средней степени тяжести, фаза обострения; пародонтальный абсцесс. Взято гнойное содержимое при вскрытии абсцесса, сделан посев для моделирования биопленки и проведена оценка ее чувствительности к 24 различным антимикробным средствам-антибиотикам предлагаемым способом: ампициллин, амоксициллин, амоксициллин + клавуланат, цефалексин, цефтриаксон, цефепим, имипенем, меропенем, линкомицин, клиндамицин, хлорамфеникол, метронидазол, ципрофлоксацин, левофлоксацин, моксифлоксацин, гемифлоксацин, доксициклин, эритромицин, рокситромицин, спирамицин, кларитромицин, азитромицин, фузидин, линезолид.Patient A. 45 years old, diagnosis: chronic periodontitis of moderate severity, exacerbation phase; periodontal abscess. The purulent contents were taken during the opening of the abscess, inoculation was performed to simulate the biofilm and its sensitivity to 24 different antimicrobial antibiotics was evaluated using the proposed method: ampicillin, amoxicillin, amoxicillin + clavulanate, cefalexin, ceftriaxone, cefepime, imipenemicinfencimenincenomene, meromencimenincenomene, meromenicene, meromencimenomene, meromencimenomene, meromenicene, meromencimenomene, meromencimenincenomene, meromencimenincenomene , metronidazole, ciprofloxacin, levofloxacin, moxifloxacin, hemifloxacin, doxycycline, erythromycin, roxithromycin, spiramycin, clarithromycin, azithromycin, fusidine, linezolid.

Полученные через два дня результаты исследования показали, что смешанная биопленка, образовавшаяся в лунках планшета, присутствует в лунках с препаратами: ампициллин, амоксициллин, цефалексин, линкомицин, клиндамицин, эритромицин, рокситромицин, спирамицин, фузидин (биопленка устойчива), но отсутствует в лунках с препаратами: амоксициллин + клавуланат, цефалексин, цефтриаксон, цефепим, имипенем, меропенем, хлорамфеникол, метронидазол, левофлоксацин, моксифлоксацин, гемифлоксацин, доксициклин, кларитромицин, азитромицин, фузидин, линезолид (биопленка чувствительна).Two days later, the results of the study showed that the mixed biofilm formed in the wells of the tablet is present in the wells with the following drugs: ampicillin, amoxicillin, cephalexin, lincomycin, clindamycin, erythromycin, roxithromycin, spiramycin, fusidine (biofilm is stable), but is absent in the holes drugs: amoxicillin + clavulanate, cephalexin, ceftriaxone, cefepime, imipenem, meropenem, chloramphenicol, metronidazole, levofloxacin, moxifloxacin, hemifloxacin, doxycycline, clarithromycin, azithromycin, fusidine, d (biofilm sensitive).

Рекомендовано для лечения использовать комбинацию амоксициллин + клавунат и метронидазол.It is recommended to use the combination of amoxicillin + clavunate and metronidazole for treatment.

Пример №2Example No. 2

Больная М. 26 лет, с диагнозом агрессивный генерализованный пародонтит. Безуспешное лечение антибиотиками группы линкосамидов (линкомицин) не дало положительных результатов и нами была проведена оценка чувствительности биопленки пародонтального (десневого) кармана больной к 24 антибиотикам.Patient M., 26 years old, diagnosed with aggressive generalized periodontitis. Unsuccessful antibiotic treatment of the group of linkosamides (lincomycin) did not give positive results, and we evaluated the sensitivity of the biofilm of the periodontal (gingival) pocket of the patient to 24 antibiotics.

Полученные через два дня результаты исследования показали, что смешанная биопленка, образовавшаяся в лунках планшета, присутствует в лунках с препаратами: ампициллин, амоксициллин, амоксициллин + клавуланат, цефалексин, цефтриаксон, цефепим, линкомицин, клиндамицин, метронидазол, ципрофлоксацин, доксициклин, эритромицин, рокситромицин, спирамицин, кларитромицин, кларитромицин (биопленка устойчива), но отсутствует в лунках с препаратами: имипенем, меропенем, хлорамфеникол, левофлоксацин, моксифлоксацин, гемифлоксацин, линезолид (биопленка чувствительна).Two days later, the results of the study showed that the mixed biofilm formed in the wells of the tablet is present in the wells with the following drugs: ampicillin, amoxicillin, amoxicillin + clavulanate, cephalexin, ceftriaxone, cefepime, lincomycin, clindamycin, metronidazole, ciprofromycincin docycloxincycincincin , spiramycin, clarithromycin, clarithromycin (biofilm is stable), but is absent in the wells with drugs: imipenem, meropenem, chloramphenicol, levofloxacin, moxifloxacin, gemifloxacin, linezolid (biofilm and sensitive).

Рекомендовано для лечения использовать один из препаратов фторхинолонового ряда 3 поколения (левофлоксацин) или 4 поколения (моксифлоксацин, гемифлоксацин).It is recommended for treatment to use one of the fluoroquinolone drugs of the 3rd generation (levofloxacin) or 4 generations (moxifloxacin, hemifloxacin).

Кроме того, у больной М. было проведено исследование МПК препарата из группы фторхинолонов - гатифлоксацина. Для определения МПК из навески препарата готовили разведения по стандартной схеме в диапазоне от 125 мкг до 0,12 мкг/мл, которые вносили в лунки в пластиковом планшете и высушивали с таким расчетом, чтобы конечные концентрации в лунках при внесении питательной среды составили от 125 мкг/мл до 0,12 мкг/мл. Затем инокулировали трехвидовую биопленку, включающую Streptococcus sanguis, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis, заливали питательной средой и через 48 часов культивирования в заданных условиях (температура, анаэробиоз, движение жидкой фазы среды) учитывали результат на стереомикроскопе.In addition, in patient M., a study of the MPC of a group of fluoroquinolones, gatifloxacin, was conducted. To determine the MPC from a sample of the preparation, dilutions were prepared according to the standard scheme in the range from 125 μg to 0.12 μg / ml, which were added to the wells in a plastic tablet and dried so that the final concentration in the wells when adding the nutrient medium was from 125 μg / ml to 0.12 μg / ml. Then, a three-species biofilm was inoculated, including Streptococcus sanguis, Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis, filled with a nutrient medium and after 48 hours of cultivation under specified conditions (temperature, anaerobiosis, movement of the liquid phase of the medium), the result was taken into account using a stereo microscope.

Установлено, что в диапазоне от 125 мкг до 0,48 мкг/мл рост биопленки отсутствовал. В концентрации 0,24 мкг/мл наблюдались отдельные фрагменты биопленки, представленные стрептококками (Streptococcus sanguis), а в концентрации 0,12 мкг/мл отмечался выраженный рост трехвидовой биопленки.It was found that in the range from 125 μg to 0.48 μg / ml, biofilm growth was absent. At a concentration of 0.24 μg / ml, individual biofilm fragments represented by streptococci (Streptococcus sanguis) were observed, and at a concentration of 0.12 μg / ml, a pronounced growth of a three-species biofilm was observed.

Следовательно, МПК гатифлоксацина (минимальная концентрация, при которой полностью отсутствует рост микробов) в отношении пародонтопатогенной биопленки составила 0,48 мкг/мл.Therefore, the MPA of gatifloxacin (the minimum concentration at which microbial growth is completely absent) in relation to periodontopathogenic biofilm was 0.48 μg / ml.

Таким образом, разработанный предложенный способ определения чувствительности облигатно-анаэробных микроорганизмов к антимикробным средствам в смешанной биопленке дает возможность изучения любого разнообразия антибиотиков или иных антимикробных препаратов, заявленный способ иллюстрирует высокую точность и конкретность получения медицинской информации об изучаемом антимикробном средстве, его пригодности для лечения больного в короткие сроки (2 дня вместо недели), простоту в изготовлении и эксплуатации, что позволит в дальнейшем найти широкое применение этого способа для определения чувствительности штаммов анаэробных и пародонтопатогенных возбудителей анаэробной инфекции в бактериологических лабораториях различного профиля. Учитывая важную роль парадонтопатогенных анаэробных микроорганизмов в патогенезе (развитии) не только заболеваний полости рта, но и сердечно-осудистой и желудочно-кишечной патологии, способ может применяться в лабораторной диагностике выбора лекарственных средств различными подразделениями клиники.Thus, the developed proposed method for determining the sensitivity of obligate-anaerobic microorganisms to antimicrobial agents in a mixed biofilm makes it possible to study any variety of antibiotics or other antimicrobial agents, the claimed method illustrates the high accuracy and specificity of obtaining medical information about the studied antimicrobial agent, its suitability for treating a patient in short terms (2 days instead of a week), ease of manufacture and operation, which will allow further Iti widespread use of this method for determining the sensitivity of strains of anaerobic and anaerobic periodontal pathogens infections in bacteriology laboratories different profile. Given the important role of periodontopathic anaerobic microorganisms in the pathogenesis (development) of not only oral diseases, but also cardiovascular and gastrointestinal pathologies, the method can be used in laboratory diagnosis of the choice of drugs by various departments of the clinic.

Claims (1)

Способ определения чувствительности пародонтопатогенных облигатно-анаэробных микроорганизмов в биопленке к антимикробным средствам, включающий забор гнойного отделяемого из очага гнойного воспаления челюстно-лицевой области, культивирование его в жидкой питательной среде, содержащей сердечно-мозговой бульон BHI, или LIM, или АС, 0,01% менадиона, 0,1% гемина и антибактериальный препарат, на твердой подложке в лунках планшета из полиметилакрилата, или полиуретана, или триацетата, при этом планшет с посевами помещают в анаэростат, установленный в орбитальный культиватор, создающий движение жидкой фазы и формирование биопленки микроорганизмов, причем культивирование осуществляют в режиме 60-120 качательных движений в минуту при температуре 37°С в течение 2 суток, результат оценивают по характерным признакам формирования биопленки, считая наличие биопленки признаком устойчивости к антибактериальному препарату в данной концентрации.A method for determining the sensitivity of periodontopathogenic obligate-anaerobic microorganisms in a biofilm to antimicrobial agents, including collecting purulent discharge from the site of purulent inflammation of the maxillofacial region, culturing it in a liquid nutrient medium containing BHI cardiac broth, or LIM, or AS, 0.01 % menadione, 0.1% hemin and an antibacterial drug, on a solid substrate in the wells of a tablet made of polymethyl acrylate, or polyurethane, or triacetate, while the tablet with crops is placed in an anaerostat, installed th into the orbital cultivator, which creates the movement of the liquid phase and the formation of a biofilm of microorganisms, and the cultivation is carried out in the mode of 60-120 rocking movements per minute at a temperature of 37 ° C for 2 days, the result is evaluated by the characteristic signs of biofilm formation, considering the presence of a biofilm a sign of resistance to antibacterial drug at a given concentration.
RU2016111845A 2016-03-30 2016-03-30 Method for determination of sensitivity of obligate anaerobic microorganisms in biofilm to antimicrobial means RU2626183C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016111845A RU2626183C1 (en) 2016-03-30 2016-03-30 Method for determination of sensitivity of obligate anaerobic microorganisms in biofilm to antimicrobial means

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016111845A RU2626183C1 (en) 2016-03-30 2016-03-30 Method for determination of sensitivity of obligate anaerobic microorganisms in biofilm to antimicrobial means

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2626183C1 true RU2626183C1 (en) 2017-07-24

Family

ID=59495782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016111845A RU2626183C1 (en) 2016-03-30 2016-03-30 Method for determination of sensitivity of obligate anaerobic microorganisms in biofilm to antimicrobial means

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2626183C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661114C1 (en) * 2017-11-22 2018-07-11 Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области "Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского" (ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского) Method for formation of mixed biofilm of paradontopathogenic anaerobic bacteria in vitro

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008014580A1 (en) * 2005-07-22 2008-02-07 Mbec Bioproducts Inc. Plate for selection of antibiotics against biofilm infections
RU2505813C1 (en) * 2012-11-06 2014-01-27 Виктор Вениаминович Тец Method for determining microorganism sensitivity to antimicrobial substances
UA89438U (en) * 2013-09-19 2014-04-25 Государственное Учреждение Институт Эпидемиологии И Инфекционных Заболеваний Им. Л.В. Громашевского Национальной Академии Медицинских Наук Украины Method for detection of sensitivity of biofilm microorganisms towards disinfectants of different groups of chemical compounds

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008014580A1 (en) * 2005-07-22 2008-02-07 Mbec Bioproducts Inc. Plate for selection of antibiotics against biofilm infections
RU2505813C1 (en) * 2012-11-06 2014-01-27 Виктор Вениаминович Тец Method for determining microorganism sensitivity to antimicrobial substances
UA89438U (en) * 2013-09-19 2014-04-25 Государственное Учреждение Институт Эпидемиологии И Инфекционных Заболеваний Им. Л.В. Громашевского Национальной Академии Медицинских Наук Украины Method for detection of sensitivity of biofilm microorganisms towards disinfectants of different groups of chemical compounds

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОСИНЕЦ В.А., Идентификация и определение чувствительности к антибактериальным препаратам основных возбудителей распространенного гнойного перитонита.// Новости хирургии, 2012, т.12, N5, с.62-69. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661114C1 (en) * 2017-11-22 2018-07-11 Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области "Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского" (ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского) Method for formation of mixed biofilm of paradontopathogenic anaerobic bacteria in vitro

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nagy et al. How to isolate, identify and determine antimicrobial susceptibility of anaerobic bacteria in routine laboratories
Al-Ahmad et al. Antibiotic resistance and capacity for biofilm formation of different bacteria isolated from endodontic infections associated with root-filled teeth
Barry et al. An improved single-disk method for testing the antibiotic susceptibility of rapidly-growing pathogens
Singh et al. Management of odontogenic space infection with microbiology study
JP2022088465A (en) Assay for comprehensive identification of antibiotic sensitivity
Merghni et al. Adhesive properties and extracellular enzymatic activity of Staphylococcus aureus strains isolated from oral cavity
RU2626183C1 (en) Method for determination of sensitivity of obligate anaerobic microorganisms in biofilm to antimicrobial means
Osungunna et al. Antibiotic resistance profiles of biofilm-forming bacteria associated with urine and urinary catheters in a tertiary hospital in Ile-Ife, Nigeria
Holmberg et al. Antimicrobial in vitro susceptibility of Actinomyces israelii and Arachnia propionica
CN106659725A (en) Fused, spirocyclic heteroaromatic compounds for the treatment of bacterial infections
Jabur et al. The Production of Biofilm from Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus Isolated from Post-Surgical Operation Inflammation
Chengappa Antimicrobial agents and susceptibility testing
JPH05227992A (en) Medium for bacterial cell culture
RU2768493C1 (en) Method for diagnosing degree of periodontitis by determining proteinolytic activity of oral fluid microorganisms
Jassam et al. Antimicrobial Susceptibility Pattern of Some Pathogenic Bacteria Isolated from Dental Caries
RU2666257C1 (en) Method for determining sensitivity of bacterial hemocultures to antibiotics
Nawar Screening of opportunistic microbes from the infected sites of oral cancer patients and a study of their antibiotic resistance pattern
Peiris et al. IN VITRO MICROBIOLOGICAL STUDY ON; AN INDIGENOUS MOUTHWASH (GANDUSHA) FOR PERIODONTAL DISEASE
Jamal et al. Abasyn Journal of Life Sciences Open Access
JPH03168098A (en) Semifluid medium for diagnosis of trichomoniasis
Vlad et al. Phenotypic characterization of gram-positive cocci strains isolated from infections localized in the oro-maxillo-facial sphere
Al-Ezee et al. Detection of the effect of some resistance antibiotics on Staphylococcus aureus isolated from urinary tract infections and molecular investigation of the clfA gene encoding the biofilm
JP2003070495A (en) Culture medium for detecting van a type and van b type vancomycin-resistant enterococcus and use thereof
Tuladhar et al. Antibiotic Resistance Profile of Biofilm Producing Staphylococci Isolated from Different Clinical Samples
Garba et al. ANTIBIOTIC RESISTANT PROFILE OF COAGULASE POSITIVE STAPHYLOCOCCUS SPECIES AMONG CLINICAL ISOLATES IN ZARIA METROPOLIS, KADUNA

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180331