Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Временное снижение содержания йода и его влияние на антибактериальную активность титановых имплантатов с йодной поддержкой

Такаси Като, Тошихару Сираи, Норио Ямамото, Хидеджи Нисида, Кацухиро Хаяси, Акихико Такеучи, Синдзи Мива, Каори Отани и Хироюки Цучия

Инфекции, связанные с ортопедическими имплантатами, часто требуют длительной терапии и сложных вмешательств; соответственно, разработка имплантатов с низким риском инфицирования является первоочередной задачей. Титановые имплантаты с йодированной поддержкой и антибактериальной активностью безопасны и эффективны для профилактики инфекций, связанных с имплантатами. Однако временные изменения содержания йода в имплантатах и ​​влияние на антибактериальную активность не исследовались. Антибактериальная активность in vitro против Staphylococcus aureus и Escherichia coli была исследована с использованием имплантатов с различным содержанием йода (0%, 20%, 50%, 60% и 100%, где 100% соответствует 13 мкг/см2 йода на основе текущих имплантатов, используемых в клинической практике). Временные изменения йода для титановых имплантатов с добавлением йода в концентрации 10–12 мкг/см2 также исследовались in vitro и in vivo с использованием моделей кроликов (подкожные мягкие ткани, внутрисуставные и эндооссальные участки). Были определены минимальная эффективная концентрация йода, необходимая для антибактериальной активности, и остаточный йод через 1 год после имплантации. Чистые титановые имплантаты и имплантаты с 0% оксидным слоем не проявляли антибактериальной активности. Титановые имплантаты с добавлением 20%, 50%, 80% и 100% йода продемонстрировали in vitro антибактериальную активность, которая варьировалась в зависимости от дозы и продолжительности. Имплантаты с ≥ 20% йода достигли полного очищения от колоний S. aureus и E. coli к 24 часам инкубации. Эксперименты in vitro и in vivo показали схожую временную закономерность изначально быстрого и впоследствии медленного ослабления йода в имплантатах, при этом примерно 30% от начального содержания йода сохранялось через 1 год. Имплантаты с содержанием йода ≥ 20% продемонстрировали достаточную антибактериальную активность, что указывает на то, что современные титановые имплантаты с йодной поддержкой обладают достаточной антибактериальной активностью для предотвращения инфекций, связанных с имплантатами, даже после 1 года имплантации. Эти результаты подтверждают клиническое использование титановых имплантатов с йодной поддержкой для предотвращения инфекций, связанных с ортопедическими имплантатами.