Оценка возможности использования коммерческих раневых покрытий в качестве матрицы-носителя бактериофагов

Цель исследования — изучение возможности использования коммерческих раневых покрытий, применяющихся для лечения инфицированных ран, в качестве матрицы-носителя бактериофагов.

Материалы и методы. Использовали 12 разновидностей коммерческих раневых покрытий на основе биополимеров природного и синтетического происхождения, биологический препарат «Стафилофаг» (НПО «Микроген», Россия; рег. удостоверение P N001973/01) и тест-штамм S. aureus 3196 (GenBank JARQZO000000000), выделенный от пациента c ожоговой раной. Способность раневых покрытий к абсорбции растворов исследовали путем их погружения в физиологический раствор (pH=7,0–7,2) с последующим взвешиванием. Литическую активность трех серий бактериофага по отношению к тест-штамму изучали по методу Аппельмана и с использованием спот-теста. Исследования литической активности бактериофага в образцах раневых покрытий проводили в течение 7 сут с момента его абсорбции раневыми покрытиями.

Результаты. Наибольший объем жидкости был абсорбирован раневыми покрытиями ЛикоСорб, NEOFIX FibroSorb Ag, Биатравм и Хитокол-С. Установлено, что все серии бактериофага обладают высокой литической активностью по отношению к тест-штамму. Покрытия Хитокол-С, Коллахит-ФА, Альгипран и Aquacel Ag Extra в условиях in vitro обладают собственной антибактериальной активностью, стабильной в течение 7 сут, причем при их насыщении бактериофагом наблюдается увеличение зон лизиса тест-штамма. На 0-е сутки высокий уровень литической активности бактериофага с максимальным размером зон лизиса тест-штамма от 49 до 59 мм сохранялся во всех образцах раневых покрытий. До 1-х суток активность бактериофага сохранялась в образцах покрытий Hydrofilm, Полипран и NEOFIX FibroСold Ag, до 4-х суток — в покрытиях Альгипран, Нано-Асептика и Биатравм; в течение семи суток сохранялась активность бактериофага в образцах Хитокол-С, Коллахит-ФА, Opsite Post-Op Visible, NEOFIX FibroSorb Ag, Aquacel Ag Extra и ЛикоСорб.

Заключение. Современные коммерческие раневые покрытия на основе хитозан-коллагенового комплекса (Хитокол-С, Коллахит-ФА), полиуретана (Opsite Post-Op Visible, ЛикоСорб, NEOFIX FibroSorb Ag) и волокна Hydrofiber (Aquacel Ag Extra) обладают достаточным уровнем абсорбции бактериофага и обеспечивают стабильную сохранность его литической активности в условиях in vitro до семи суток. Исследования, проведенные in vitro,доказывают возможность применения таких покрытий в качестве матрицы-носителя бактериофагов.

1. Kern L., Abdeen S.K., Kolodziejczyk A.A., Elinav E. Commensal inter-bacterial interactions shaping the microbiota. Curr Opin Microbiol 2021; 63: 158–171, https://doi.org/10.1016/j.mib.2021.07.011.
2. Zhong C., Qu C., Wang B., Liang S., Zeng B. Probiotics for preventing and treating small intestinal bacterial overgrowth: a meta-analysis and systematic review of current evidence. J Clin Gastroenterol 2017; 51(4): 300–311, https://doi.org/10.1097/mcg.0000000000000814.
3. Mei L., Zhang D., Shao H., Hao Y., Zhang T., Zheng W., Ji Y., Ling P., Lu Y., Zhou Q. Injectable and self-healing probiotics-loaded hydrogel for promoting superbacteria-infected wound healing. ACS Appl Mater Interfaces 2022; 14(18): 20538–20550, https://doi.org/10.1021/acsami.1c23713.
4. Распоряжение Правительства РФ от 25 сентября 2017 г. №2045 О Стратегии предупреждения распространения антимикробной резистентности в РФ на период до 2030 г. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71677266/.
5. Асланов Б.И. Бактериофаги — эффективные антибактериальные средства в условиях глобальной устойчивости к антибиотикам. Медицинский совет 2015; 13: 106–110.
6. Сахаров С.П., Аксельров М.А., Фролова О.И. Анализ видового состава микроорганизмов у детей с термической травмой. Медицинский альманах 2019; 5–6: 94–97.
7. Dąbrowska K., Abedon S.T. Pharmacologically aware phage therapy: pharmacodynamic and pharmacokinetic obstacles to phage antibacterial action in animal and human bodies. Microbiol Mol Biol Rev 2019; 83(4): e00012–e00019, https://doi.org/10.1128/mmbr.00012-19.
8. Abedon S. Phage therapy pharmacology: calculating phage dosing. Adv Appl Microbiol 2011; 77: 1–40, https://doi.org/10.1016/b978-0-12-387044-5.00001-7.
9. Venturini C., Petrovic Fabijan A., Fajardo Lubian A., Barbirz S., Iredell J. Biological foundations of successful bacteriophage therapy. EMBO Mol Med 2022; 14(7): e12435, https://doi.org/10.15252/emmm.202012435.
10. Merabishvili M., Monserez R., van Belleghem J., Rose T., Jennes S., De Vos D., Verbeken G., Vaneechoutte M., Pirnay J.P. Stability of bacteriophages in burn wound care products. PLoS One 2017; 12(7): e0182121, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182121.
11. Malik D.J., Sokolov I.J., Vinner G.K., Mancuso F., Cinquerrui S., Vladisavljevic G.T., Clokie M.R.J., Garton N.J., Stapley A.G.F., Kirpichnikova A. Formulation, stabilisation and encapsulation of bacteriophage for phage therapy. Adv Colloid Interface Sci 2017; 249: 100–133, https://doi.org/10.1016/j.cis.2017.05.014.
12. Pusateri A.E., McCarthy S.J., Gregory K.W., Harris R.A., Cardenas L., McManus A.T., Goodwin C.W. Jr. Effect of a chitosan-based hemostatic dressing on blood loss and survival in a model of severe venous hemorrhage and hepatic injury in swine. J Trauma 2003; 54(1): 177–182, https://doi.org/10.1097/00005373-200301000-00023.
13. Rabea E.I., Badawy M.E.T., Stevens C.V., Smagghe G., Steurbaut W. Chitosan as antimicrobial agent: applications and mode of action. Biomacromolecules 2003; 4(6): 1457–1465, https://doi.org/10.1021/bm034130m.
14. Машель В.В., Кондратенко Г.Г., Протасевич А.И., Не­ве­ров П.С. Антимикробная активность нановолокон хитозана и его модификаций по отношению к возбудителям раневой инфекции. Военная медицина 2022; 3: 40–45.
15. Azad A.K., Sermsintham N., Chandrkrachang S., Stevens W.F. Chitosan membrane as a wound-healing dressing: characterization and clinical application. J Biomed Mater Res B Appl Biomater 2004; 69(2): 216–222, https://doi.org/10.1002/jbm.b.30000.
16. Di Martino A., Sittinger M., Risbud M.V. Chitosan: a versatile biopolymer for orthopaedic tissue-engineering. Biomaterials 2005; 26(30): 5983–5990, https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2005.03.016.
17. Aksungur P., Sungur A., Ünal S., İskit A.B., Squier C.A., Senel S. Chitosan delivery systems for the treatment of oral mucositis: in vitro and in vivo studies. J Control Release 2004; 98(2): 269–279, https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.05.002.
18. Большаков И.Н., Еремеев А.В., Черданцев Д.В., Каскаев А.В., Кириченко А.К., Власов А.А., Сапожни­ков А.Н. Биодеградируемые раневые покрытия на основе полисахаридных полимеров в лечении обширной ожоговой травмы (клиническое исследование). Вопросы реконструктивной и пластической хирургии 2011; 3: 56–62.
19. Beschastnov V.V., Ryabkov M.G., Leontiev A.E., Tulupov A.A., Yudanova T.N., Shirokova I.Yu., Belyanina N.А., Kovalishena O.V. Viability of bacteriophages in the complex hydrogel wound dressings in vitro. Sovremennye tehnologii v medicine 2021; 13(2): 32, https://doi.org/10.17691/stm2021.13.2.03.
20. Морозов А.М., Сергеев А.Н., Сергеев Н.А., Дубато­лов Г.А., Жуков С.В., Городничев К.И., Муравлянцева М.М., Сухарева Д.Д. Использование современных раневых покрытий в местном лечении ран различной этиологии. Современные проблемы науки и образования 2020; 2: 124, https://doi.org/10.17513/spno.29705.
21. Chang R.Y.K., Morales S., Okamoto Y., Chan H.K. Topical application of bacteriophages for treatment of wound infections. Transl Res 2020; 220: 153–166, https://doi.org/10.1016/j.trsl.2020.03.010.
22. Фармакопея РФ. ОФС 1.7.1.0002.15 Бактериофаги лечебно-профилактические. URL: https://pharmacopoeia.ru/ofs-1-7-1-0002-15- bakteriofagi-lechebno-profilakticheskie/.
23. Асланов Б.И., Зуева Л.П., Пунченко О.Е., Кафты­ре­ва Л.А., Акимкин В.Г., Долгий А.А., Брусина Е.Б. Рациональное применение бактериофагов в лечебной и противоэпидемической практике. Методические рекомендации. М; 2022; 32 с.

Beschastnov V.V., Shirokova I.Yu., Belyanina N.A., Pogodin I.E., Tulupov A.A., Tochilina A.G., Belova I.V., Tyumenkov Yu.O., Kovalishena O.V., Soloveva I.V. Evaluation of the Feasibility of Using Commercial Wound Coatings as a Carrier Matrix for Bacteriophages. Sovremennye tehnologii v medicine 2024; 16(1): 45, https://doi.org/10.17691/stm2024.16.1.05