Czy poprawa biokompatybilności poliuretanów ma wpływ na adhezję bakterii?
Kamil Drożdż*, Monika Gołda-Cępa**, Monika Brzychczy-Włoch*
*Zakład Molekularnej Mikrobiologii Medycznej, Katedra Mikrobiologii, Wydział Lekarski, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum
**Grupa Chemii Powierzchni I Materiałów, Wydział Chemii, Uniwersytet Jagielloński w Krakowie
Biokomptybilność jest jednym z głównych parametrów określających funkcjonalność biomateriału do zastosowań w medycynie. Obecnie na rynku znajduje się wiele wyrobów wykonanych z poliuretanów, ponieważ odznaczają się elastycznością i odpornością na zużycie. Materiały te znalazły zastosowanie m.in. w cewnikach naczyniowych czy rurkach tracheostomijnych. W celu podniesienia biokompatybilności poliuretanów oraz ograniczenia kontaminacji drobnoustrojami poszukuje się nowych metod funkcjonalizowania tych powierzchni.
Celem pracy było określenie wpływu modyfikacji powierzchni poliuretanów niskotemperaturową plazmą tlenową na ocenę biokompatybilności z komórkami eukariotycznymi oraz adhezji bakterii.
Modyfikację powierzchni poliuretanów przeprowadzono za pomocą plazmy tlenowej przy użyciu systemu Diener electronic Femto plasma. Funkcjonalizowaną powierzchnię scharakteryzowano za pomocą spektroskopii XPS (SES R4000, Gammadata Scienta) oraz oceniono hydrofilowość powierzchni przez pomiar kąta zwilżania za pomocą instrumentu Surftens Universal (OEG). Biokompatybilność i cytotoksyczność linii komórkowej (A549) oceniono z wykorzystaniem barwników FDA oraz PI w mikroskopie fluorescencyjnym. Przyleganie badanych szczepów (E. coli, P. aeruginosa, S. aureus i S. epidermidis) określono poprzez odsetek zajęcia powierzchni poliuretanów w mikroskopie fluorescencyjnym z zastosowaniem SYTO9 i PI oraz metodą seryjnych rozcieńczeń. W tym celu biomateriały inkubowano z zawiesiną bakterii 0,5 McF w PBS przez 30, 60 i 240 minut. Próbki zobrazowano także w elektronowym mikroskopie skaningowym (Hitachi S-4700).
Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że zastosowana modyfikacja na powierzchni poliuretanów poprawiła biokompatybilności linii A549. Zaobserwowano także wzrost adhezji badanych gatunków bakterii do modyfikowanej powierzchni, co jest efektem niepożądanym. Prace nad nowymi powierzchniami biomateriałów powinny być kompromisem pomiędzy znalezieniem optymalnych warunków dla komórek eukariotycznych, przy jednoczesnym braku wpływu na wzrost adhezji bakterii do powierzchni biomateriałów, a nawet ograniczeniem jej.
Źródło finansowania: N41/DBS/000454, kier. prof. dr hab. Monika Brzychczy-Włoch; SONATA 18 (2019/35/D/ST5/03107, kier. dr inż. Monika Gołda-Cępa