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Title: Formação de biofilme por microrganismos patogênicos em próteses mamárias
Authors: Pereira, Gabriel Rezende
metadata.dc.contributor.advisor: Neves, Felipe Piedade Gonçalves
metadata.dc.contributor.advisorco: Duarte, Rafael Silva
metadata.dc.contributor.members: Alves, Fábio Aguiar
Guaraldi, Ana Luiza Mattos
Albuquerque, Júlia Peixoto de
Issue Date: 2019
Abstract: A mamoplastia de aumento é a cirurgia estética mais realizada no mundo e está em constante ascensão, tanto pelo impacto na autoestima quanto pela reconstrução pós-mastectomia. Porém, os implantes podem se tornar foco para a formação de biofilme, podendo levar a graves quadros infecciosos e aumento na predisposição a contratura capsular ou linfoma anaplásico de células grandes. Os objetivos do estudo foram: (i) avaliar a formação de biofilme em placas de poliestireno por patógenos associados a infecções em biomateriais; (ii) analisar a formação de biofilme em placa após tratamento com fibrinogênio e colágeno; (iii) observar a estrutura do biofilme em superfícies de próteses mamárias por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e (iv) analisar a viabilidade das células do biofilme nas próteses por microscopia confocal. Foram selecionadas uma amostra de referência e uma amostra clínica das espécies Corynebacterium diphtheriae, Enterococcus faecalis, Mycobacterium fortuituim, Mycobacterium abscessus subsp. massiliense, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis e Streptococcus pyogenes. As amostras foram inoculadas em placas de poliestireno com e sem acréscimo de fibrinogênio ou colágeno para a observação da formação de biofilme por espectrofotometria. Subsequentemente, as amostras clínicas foram incubadas na presença de fragmentos de superfícies das próteses: molde de silicone liso, silicone texturizado, silicone microtexturizado e poliuretano. Após incubação e processamento, os fragmentos foram avaliados por MEV e microscopia confocal. Todos os microrganismos analisados demonstraram um forte potencial de formação de biofilme em placas de poliestireno, exceto as micobactérias. Após o tratamento do fundo da placa com fibrinogênio, houve aumento significativo na produção de biofilme da amostra de referência de S. aureus e da amostra clínica de C. diphtheriae e redução nas amostras de referência de C. diphtheriae e S. pyogenes (p<0,05). Por sua vez, o tratamento do fundo da placa com colágeno permitiu a observação do aumento significativo de formação de biofilme nas amostras de referência de M. fortuitum, S. aureus e S. epidermidis e diminuição nas amostras clínicas de E. faecalis, S. aureus, S. pyogenes e nas amostras de referência de C. diphtheriae e S. pyogenes (p<0,05). Pela MEV, foram visualizadas células de todas as espécies investigadas aderidas às quatro superfícies testadas, além de substância extracelular polimérica, microcolônias e microcanais, com destaque para os microrganismos C. diphtheriae, S. aureus e M. fortuitum, sobretudo nas superfícies microtexturizada e texturizada. Por microscopia confocal, foi possível observar viabilidade na maioria das células em biofilme nas quatro superfícies testadas. As microscopias destacaram, maior potencial de formação de biofime bacteriano sobre as próteses com superfície de silicone microtexturizada e texturizada; menor potencial foi observado sobre o molde de silicone liso, independente da espécie. Em todas as análises, S. aureus apresentou maior potencial de formação de biofilme. Contudo, todas as espécies foram capazes de formar biofilme nas superfícies de próteses testadas, apontando para o amplo risco de desenvolvimento de infecções associadas a implantes mamários no período pós-cirúrgico.
metadata.dc.description.abstractother: Breast augmentation is the major esthetic surgery around the world due to selfesteem impact and post-mastectomy reconstruction. However, implants may be a target for biofilm formation, which can lead to severe infections, capsular contracture or anaplasic large cells lymphoma. The aims of the study were: (i) to evaluate biofilm formation in polystyrene plates by major pathogens involved in biomaterial-associated infections; (ii) to analyze biofilm formation in polystyrene after treatment with fibrinogen and collagen; (iii) to observe biofilm structure in mammary prosthesis surfaces by scanning electron microscopy (SEM); and (iv) to analyze biofilm cells’ viability by confocal laser scanning microscopy (CLSM). We selected one clinical and one reference strain of Corynebacterium diphtheriae, Enterococcus faecalis, Mycobacterium fortuituim, Mycobacterium abscessus subsp. massiliense, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis and Streptococcus pyogenes. Samples were inoculated in polystyrene flat-bottom plates with and without fibrinogen or collagen to observe biofilm’s formation by spectrophotometry. Clinical isolates were also tested with the following mammary prosthesis fragments: smooth silicone sizer, microtextured silicone, textured silicone and polyurethane. Following incubation, samples were processed and observed at SEM and CLSM. All samples were strong biofilm producers on polystyrene, except mycobacterial species. Results after treatment with fibrinogen and collagen varied. After treatment with fibrinogen, we observed a significant increase in biofilm production for the reference strain of S. aureus and the clinical isolate of C. diphtheriae and significant reduction for reference samples of C. diphtheriae and S. pyogenes (p<0,05). Treatment with collagen significantly increased biofilm formation in reference samples of M. fortuitum, S. aureus and S. epidermidis (p<0,05), and decreased formation in clinical isolates of E. faecalis, S. aureus and S. pyogenes, as well as in reference samples of C. diphtheriae and S. pyogenes (p<0,05). SEM images showed bacterial cells attached to all four surfaces tested, as well as the presence of extracellular polymeric substances, microcolonies and voids (or microchannels), especially in C. diphtheriae, S. aureus, and M. fortuitum biofilms and in microtextured and textured surfaces. CLSM showed cell viability for the majority of the microorganisms in all surfaces tested. Microscopies indicated stronger bacterial biofilm production on microtextured and textured surfaces. In contrast, we oberserved lesser biofilm formation on smooth silicone surface, regardless of the species. In all analyses, S. aureus species had higher capacity to produce biofilm. However, all species were able to form biofilm on the prosthesis surfaces tested, indicating the high risk for infections associated with breast implants in postsurgical period.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/9726
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