Mechanisms of bacterial adhesion to biomaterials

Abstract

A adesão bacteriana aos biomateriais é processo de alta complexidade que demanda importante preocupação médica dada a sua evidente influência sobre a morbimortalidade dos pacientes que fazem uso de próteses, além dos vultosos gastos que o envolvem. Nesta revisão com base na literatura médica são apresentados os principais microrganismos envolvidos na adesão aos biomateriais, discutindo a patogênese desse processo, sendo abordada cada uma de suas etapas, inclusive a formação do biofilme, que é etapa ímpar para o estabelecimento da infecção. São indicados, também, os principais fatores que influenciam o mecanismo de adesão, incluindo as características bacterianas e dos materiais, assim como as propriedades do meio.

Bacteriostatic behavior of surface modulated silicon nitride in comparison to polyetheretherketone and titanium

“…With regards to specific proteins, albumin (that is, the most abundant plasma molecule) reportedly improves the hydrophilicity of material surfaces, and also shows inhibitory tendencies toward bacterial attachment on most polymer, ceramic, and metal surfaces . Conversely, fibrinogen or fibronectin are thought to facilitate adhesion of bacteria through specific ligand‐receptor interactions, although their ability to mediate bacterial attachment remains controversial, particularly for bacteria of the staphylococci genus . In the previously cited study on the use of elutable nitric oxide, fibrinogen's ligand‐receptor function was downregulated by NO, which led to its inability to facilitate binding of S. aureus and S. epidermidis .…”

“…In subsequent steps, the biofilm begins to form with quorum sensing (that is, attraction and adhesion of other individual bacterium to form a community), which is followed by the establishment of a tough extracellular polysaccharide (EPS) matrix or slime in which bacterial cell proliferation occurs. The entrained bacteria comprise only about 15 volume % of the biofilm while the slime accounts for the balance . The EPS is unique in that it is highly resistant to both common and advanced antimicrobial treatments .…”

“…The entrained bacteria comprise only about 15 volume % of the biofilm while the slime accounts for the balance. 14 The EPS is unique in that it is highly resistant to both common and advanced antimicrobial treatments. 15 In fact, entrenched biofilms require up to 1000-times the antibiotic dosage necessary to combat planktonic bacteria.…”

Caracterização de artroplastias de quadril e joelho e fatores associados à infecção

“…Infecç ões profundas apresentam adesão, colonização, formação de biofilme e adesão bacteriana ao material implantado, além de transformar-se em barreira, o que impede a ação dos antibióticos; como a propagação bacteriana sobre o biomaterial torna a infecção crônica e resistente, a opção de tratamento é a retirada do implante. 18 Whitside et al 19 consideraram padrão-ouro para o tratamento de infecção das ATJ a retirada do implante e nova intervenção cirúrgica para revisão em dois tempos, com a administração de antibiótico endovenoso por seis semanas e preenchimento da cavidade articular com espaç ador de cimento ortopédico acrescido de antibiótico.…”

“…18,9 Estudo retrospectivo feito no Brasil por Dal-Paz et al 20 estimou, em relação a 34 pacientes submetidos à ATJ e que evoluíram para infecção, custo adicional de US$ 91.843.75.…”