Yıl: 2017 Cilt: 22 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 166 - 174 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 05-11-2018

Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model

Öz:
Giriş: Koagülaz-negatif stafilokoklar (KNS) biyolojik malzeme, medikal cihaz ve araçlar üzerinde üreyip biyofilm oluşturarak ken-dilerini antibiyotik etkilerinden koruyabilirler. Çeşitli yüzey modifikasyonları yardımıyla biyofilm oluşumunu etkilemek mümkündür. Çalışmamızda, bir yüzey modifikasyon tekniği olan plazma polimerizasyon yöntemi kullanılmıştır. Plazma polimerizasyon tekniği, maddenin dördüncü hali kullanılarak malzeme iç yapısını değiştirmeden nano seviyede sadece yüzey modifikasyonu yapmaya olanak veren çevre dostu bir tekniktir. Çeşitli monomer ve gazlar yardımıyla farklı özellikler gösteren (hidrofilik, hidrofobik, biyouyumlu vb.) yüzeylerin elde edilebilmesi bu tekniği oldukça popüler yapmıştır. Bu çalışmada üç farklı monomer yardımıyla modifiye edilen mikroplak yüzeylerin, KNS’lerin oluşturduğu biyofilm formasyonu üzerine etkisi araştırılmıştır.Materyal ve Metod: Kan ve el kültüründen izole edilen toplam 60 adet KNS izolatı çalışmaya dahil edilmiştir. Kontrol suşları olarak biyofilm oluşturduğu bilinen Staphylococcus epidermidis ATCC 35984 ile biyofilm oluşturmayan S. epidermidis ATCC 12228 suşları kullanılmıştır. Biyofilm oluşumu Christensen tarafından tarif edilmiş olan kantitatif plak test yöntemiyle belirlenmiştir. Plazma polimeri-zasyon yoluyla üç farklı monomerle modifiye edilmiş ve modifiye edilmemiş mikroplaklarda tüm suşların biyofilm oluşturma davranışı eş zamanlı ve karşılaştırmalı olarak gerçekleştirilmiştir.Bulgular: El ve kandan izole suşlar arasında biyofilm pozitifliği açısından fark belirlenmemiştir. Plazma tekniği ile modifiye edilmemiş mikroplakta %71.6 oranında biyofilm oluşumu gözlenirken, plazma ile modifiye edilmiş mikroplak yüzeylerde sırasıyla; %80 (monomer: 3-merkaptopropiyonik asit), %65 (monomer: 2-hidroksietilmetakrilat) ve %31.6 (monomer: etilen glikol dimetakrilat) oranında biyofilm oluştuğu gözlenmiştir. Üç monomer içinde etilen glikol dimetakrilatın diğer monomerlere kıyasla biyofilm oluşumunu belirgin olarak inhibe ettiği saptanmıştır.Sonuç: Son yıllarda kateter infeksiyonlarında KNS’ler, özellikle S. epidermidis, en sık izole edilen bakteri olup nozokomiyal bakteremilerin %28’inden sorumludur. KNS sıklığındaki artışın nedeni olarak prostetik ve kalıcı cihazların kullanımının yaygınlaşması gösterilmektedir. S. epidermidis bakteremisi olan hastaların %90’ında intravasküler kateter öyküsü olduğu saptanmıştır. Biyofilm; su, protein, karbonhid-rat içeren hücre dışı bir yapıdır ve mikroorganizmanın konak hücre ve yapay yüzeylere istenmeyen yapışmasından sorumludur. Biyofilm mekanizması, malzeme yüzeyi ve bakteri yüzeyi arasındaki etkileşimlere bağlı olarak değiştirilebilir. Çalışmamızda uygun monomer seçimi ile modifiye edilmiş yüzeylerde mikroorganizma biyofilm oluşumunun ve buna bağlı olarak biyofilm ilişkili infeksiyon risklerinin azaltılabilme potansiyelini gösteren in vitro sonuçlar elde edilmiştir.
Anahtar Kelime:

Konular: Nanobilim ve Nanoteknoloji Mikrobiyoloji Parazitoloji Biyoteknoloji ve Uygulamalı Mikrobiyoloji Polimer Bilimi

Biofilm Formation Research of Coagulase-Negative Staphylococci Isolates’ Isolated from Blood and Hand Culture at Nanofilm Covered Micro Plaques by Plasma Polymerization Technique: An Experimental Model

Öz:
Introduction: Coagulase-negative staphylococci (CNS) can protect themselves from the effects of antibiotics by producing biofilms through breeding on biomaterials, medical equipment and devices. It is possible to influence biofilm formation with the aid of various surface modifications. In our study, plasma polymerization method, which is a surface modification technique, was used. The plasma polymerization technique is an environmentally-friendly technique that allows you to modify the nanometer level only at the surface without affecting the stack using the fourth state of the material. The possibility to generate surfaces with different properties (hydrophilic, hydrophobic, biocompatible etc.) by the help of various monomers and gases has made this technique more popular. In this study, the effect of the microplate surfaces modified by three different monomers on the biofilm formation of CNS was investigated. Materials and Methods: A total of 60 isolated CNS isolates from blood and hand cultures were included into the study. As control strains, Staphylococcus epidermidis ATCC 35984, known to be biofilm positive, and S. epidermidis ATCC 12228 which do not form biofilm, were used. Slime formation was determined by the quantitative plaque assay method described by Christensen. In microplates, which were plain or modified by three different monomers, the biofilm formation behavior of all strains was investigated simultaneously and comparatively. Results: There was no difference in biofilm positivity between strains isolated from hand and blood. A total of 71.6% biofilm formation was observed on microplates, which were not coated with plasma technique, and on plasma-modified microplated surfaces, 80% (monomer: 3- mercaptopropionic acid), 65% (monomer: 2-hydroxyethyl methacrylate) and 31.6% (monomer: ethylene glycol dimethacrylate) biofilm formation was observed, respectively. It was found that ethylene glycol dimethacrylate in three monomers significantly inhibited biofilm formation when compared to other monomers. Conclusion: In recent years CNS, especially S. epidermidis has become the most frequently isolated bacteria in catheter infections and responsible for the 28% of nosocomial bacteremia. The widespread use of prosthetic and permanent devices has been shown as a reason for the increase in the frequency of this effect. In 90% of patients with S. epidermidis bacteremia, there is an intravascular catheter history. Biofilm is an extracellular structure containing water, proteins and carbohydrates and is responsible for the unwanted adhesion of microorganisms to host cells and artificial surfaces. The biofilm mechanism can be altered by the interaction between the material surface and the bacterial surface. In our study, in-vitro results were obtained showing the potential to reduce the risk of biofilm-associated infection by microorganism biofilm formation on modified surfaces with appropriate monomer selection.
Anahtar Kelime:

Konular: Nanobilim ve Nanoteknoloji Mikrobiyoloji Parazitoloji Biyoteknoloji ve Uygulamalı Mikrobiyoloji Polimer Bilimi
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • 4. Orucu M, Geyik MF. Yoğun bakım ünitesinde sık görülen en-feksiyonlar. Düzce Tıp Fakültesi Dergisi 2008;1:40-3.
  • 3. Mermel LA, Allon M, Bouza E, Craven DE, Flynn P, O’Grady NP, et al. Clinical practice guidelines for the diagnosis and management of intravascular catheter-related infection: 2009 Update by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis 2009;49:1-45.
  • 2. Lindsay D, Von Holy A. Bacterial biofilms within the clinical setting: What healthcare professionals should know? J Hosp Infect 2006;64:313-25.
  • 1. Asai K, Yamada K, Yagi T, Baba H, Kawamura I, Ohta M. Effect of incubation atmosphere on the production and composition of staphylococcal biofilms. J Infect Chemother 2015;21:55-61.
  • 31. Nomiya K, Yamamoto S, Noguchi R, Yokoyama H, Kasuga NC, Ohyama K, et al. Ligand-exchangeability of 2-coordi-nate phosphinegold complexes with AuSP and AuNP cores showing selective antimicrobial activities against Gram-po-sitive bacteria. Crystal structures of [Au(2-Hmpa)(PPh(3))] and [Au(6-Hmna)(PPh(3))] (2-H(2)mpa=2-mercaptopro-pionic acid, 6-H(2)mna=6-mercaptonicotinic acid). J Inorg Biochem 2003;95:208-20.
  • 30. Nomiya K, Noguchi R, Ohsawa K, Tsuda K, Oda M. Synt-hesis, crystal structure and antimicrobial activities of two isomeric gold(I) complexes with nitrogen-containing hetero-cycle and triphenylphosphine ligands, [Au(L)(PPh3)] (HL = pyrazole and imidazole). J Inorg Biochem 2000;78:363-70.
  • 29. Fazly Bazzaz BS, Khameneh B, Jalili-Behabadi MM, Mala-ekeh-Nikouei B, Mohajeri SA. Preparation, characterization and antimicrobial study of a hydrogel (soft contact lens) material impregnated with silver nanoparticles. Cont Lens Anterior Eye 2014;37:149-52.
  • 28. Di Giulio M, D’Ercole S, Zara S, Cataldi A, Cellini L. Strepto-coccus mitis/human gingival fibroblasts co-culture: the best natural association in answer to the 2-hydroxyethyl methac-rylate release. APMIS 2012;120:139-46.
  • 27. D’Ercole S, Di Giulio M, Grande R, Di Campli E, Di Barto-lomeo S, Piccolomini R, et al. Effect of 2-hydroxyethyl met-hacrylate on Streptococcus spp. biofilms. Lett Appl Microbiol 2011; 52:193-200.
  • 26. Akhil K, Jayakumar J, Gayathri G, Khan SS. Effect of various capping agents on photocatalytic, antibacterial and antibio-film activities of ZnO nanoparticles. J Photochem Photobiol B 2016;160:32-42.
  • 25. Ansari MA, Khan HM, Khan AA, Cameotra SS, Alzohairy MA. Anti-biofilm efficacy of silver nanoparticles against MRSA and MRSE isolated from wounds in a tertiary care hospital. Indian J Med Microbiol 2015;33:101-9.
  • 24. Laverty G, Gorman SP, Gilmore BF. Antimicrobial peptide in-corporated poly(2-hydroxyethyl methacrylate) hydrogels for the prevention of Staphylococcus epidermidis-associated bio-material infections. J Biomed Mater Res A 2012;100:1803-14.
  • 23. Hortaç E, Kaleli G, Çökeliler D, Yavuzdemir Ş, Mutlu M, De-mirbilek Ekici M ve ark. GSBL pozitif üropatojen Escherichia coli izolatlarının plazma polimerizasyon tekniği ve nanomal-zemeler ile modifiye edilmiş (mikroplak) yüzeylerde biyofilm oluşumunun incelenmesi: deneysel model. Türk Mikrobiyol Cem Derg 2015;45:181-7.
  • 22. Gulsen S, Çökeliler D, Goktas H, Kucukturhan A, Ozcil B, Caner H. Improved Bone Formation in Osteoporotic Rabbits with the Bone Morphogenetic Protein-2 (rhBMP-2) Coated Titanium Screws Which Were Coated By Using Plasma Poly-merization Technique. Maced J Med Sci 2014;7:198-208.
  • 21. Çökeliler D. Enhancement of polycarbonate membrane per-meability due to plasma polymerization precursors. Appl Surf Sci 2013;268:28-36.
  • 20. Çökeliler D, Göktaş H, Tosun PD, Mutlu S. Infection free ti-tanium alloys by stabile thiol based nanocoating. J Nanosci Nanotechnol 2010;10:2583-9.
  • 19. Ebnesajjad S. Plasma treatment of polymeric materials. In: Ebnesajjad S (ed). Surface Treatment of Materials for Adhe-sive Bonding. 2nd ed. Oxford: William Andrew Publishing, 2014:227–69.
  • 18. Van Durme J, Dewulf J, Leys C, Van Langenhove H. Com-bining non-thermal plasma with heterogeneous catalysis in waste gas treatment: A review. Appl Catal B: Environ 2008;78:324-33.
  • 17. Jiang B, Zheng J, Qiu S, Wu M, Zhang Q, Yan Z, et al. Review on electrical discharge plasma technology for wastewater re-mediation. Chem Eng J 2014;236:348–68.
  • 16. Bónová L, Zahoranová A, Kovácik D, Zahoran M, Micušík M, Cernák M. Atmospheric pressure plasma treatment of flat aluminum surface. Appl Surf Sci 2015;331:79–86.
  • 15. Kalfon P, de Vaumas C, Samba D, Boulet E, Lefrant JY, Eyra-ud D, et al. Comparison of silver-impregnated with standard multi-lumen central venous catheters in critically ill patients. Crit Care Med 2007;35:1032-9.
  • 14. Ramritu P, Halton K, Collignon P, Cook D, Fraenkel D, Bat-tistutta D, et al. A systematic review comparing the relative effectiveness of antimicrobial-coated catheters in intensive care units. Am J Infect Control 2008;36:104-17.
  • 13. Frasca D, Dahyot-Fizelier C, Mimoz O. Prevention of central venous catheter-related infection in the intensive care unit. Crit Care 2010;14:212-7.
  • 12. Halton KA, Cook DA, Whitby M, Paterson DL, Graves N. Cost effectiveness of antimicrobial catheters in the intensive care unit: addressing uncertainty in the decision. Crit Care 2009;13:R35.
  • 11. Stepanovic S, Vukovic D, Hola V, Di Bonaventura G, Djukic S, Cirkovic I, et al. Quantification of biofilm in microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendati-ons for assessment of biofilm production by staphylococci. APMIS 2007;115:891-9.
  • 10. Christensen GD, Simpson WA, Younger JJ, Baddour LM, Bar-rett FF, Melton DM, et al. Adherence of coagulase-negative staphylococci to plastic tissue cultureplates: a quantitative model for the adherence of staphylococci to medical devices. J Clin Microbiol 1985;22:996-1006.
  • 9. Brunski JB, Puleo DA, Nanci A. Biomaterials and biomechanics of oral and maxillofacial implants: current status and future developments. Int J Oral Maxillofac Implants 2000;15:15-46.
  • 8. O’grady NP, Alexander M, Burns LA, Dellinger EP, Garland J, Heard SO, et al. Guidelines for the prevention of intravascular catheter-related infections. Clin Infect Dis 2011;52:162-93.
  • 7. Geffers C, Gastmeier P. Nosocomial infections and multid-rug-resistant organisms in Germany: epidemiological data from KISS (the Hospital Infection Surveillance System). Dtsch Arztebl Int 2011;108:87-93.
  • 6. Post JC, Stoodley P, Hall-Stoodley L, Ehrlich GD. The role of biofilms in otolaryngologic infections. Curr Opin Otolaryngol Head Neck Surg 2004;12:185-90.
  • 5. Warren JW. Catheter-associated urinary tract infections. Int J Antimicrob Agents 2001;17:299-303.
APA GÖÇMEN J, HORTAÇ E, ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D, MUTLU F, KALELİ CAN G, Alparslan S, Çetin C, Kartal N, ÖZÇELİK U, Aycan Ç (2017). Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. , 166 - 174.
Chicago GÖÇMEN JULİDE SEDEF,HORTAÇ Elvan,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU DİLEK,MUTLU Fatih Mehmet,KALELİ CAN GİZEM,Alparslan Sezin,Çetin Ceren,Kartal Naz,ÖZÇELİK Uğur Can,Aycan Çağrı Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. (2017): 166 - 174.
MLA GÖÇMEN JULİDE SEDEF,HORTAÇ Elvan,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU DİLEK,MUTLU Fatih Mehmet,KALELİ CAN GİZEM,Alparslan Sezin,Çetin Ceren,Kartal Naz,ÖZÇELİK Uğur Can,Aycan Çağrı Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. , 2017, ss.166 - 174.
AMA GÖÇMEN J,HORTAÇ E,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D,MUTLU F,KALELİ CAN G,Alparslan S,Çetin C,Kartal N,ÖZÇELİK U,Aycan Ç Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. . 2017; 166 - 174.
Vancouver GÖÇMEN J,HORTAÇ E,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D,MUTLU F,KALELİ CAN G,Alparslan S,Çetin C,Kartal N,ÖZÇELİK U,Aycan Ç Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. . 2017; 166 - 174.
IEEE GÖÇMEN J,HORTAÇ E,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D,MUTLU F,KALELİ CAN G,Alparslan S,Çetin C,Kartal N,ÖZÇELİK U,Aycan Ç "Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model." , ss.166 - 174, 2017.
ISNAD GÖÇMEN, JULİDE SEDEF vd. "Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model". (2017), 166-174.
APA GÖÇMEN J, HORTAÇ E, ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D, MUTLU F, KALELİ CAN G, Alparslan S, Çetin C, Kartal N, ÖZÇELİK U, Aycan Ç (2017). Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi, 22(4), 166 - 174.
Chicago GÖÇMEN JULİDE SEDEF,HORTAÇ Elvan,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU DİLEK,MUTLU Fatih Mehmet,KALELİ CAN GİZEM,Alparslan Sezin,Çetin Ceren,Kartal Naz,ÖZÇELİK Uğur Can,Aycan Çağrı Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi 22, no.4 (2017): 166 - 174.
MLA GÖÇMEN JULİDE SEDEF,HORTAÇ Elvan,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU DİLEK,MUTLU Fatih Mehmet,KALELİ CAN GİZEM,Alparslan Sezin,Çetin Ceren,Kartal Naz,ÖZÇELİK Uğur Can,Aycan Çağrı Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi, vol.22, no.4, 2017, ss.166 - 174.
AMA GÖÇMEN J,HORTAÇ E,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D,MUTLU F,KALELİ CAN G,Alparslan S,Çetin C,Kartal N,ÖZÇELİK U,Aycan Ç Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi. 2017; 22(4): 166 - 174.
Vancouver GÖÇMEN J,HORTAÇ E,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D,MUTLU F,KALELİ CAN G,Alparslan S,Çetin C,Kartal N,ÖZÇELİK U,Aycan Ç Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model. Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi. 2017; 22(4): 166 - 174.
IEEE GÖÇMEN J,HORTAÇ E,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D,MUTLU F,KALELİ CAN G,Alparslan S,Çetin C,Kartal N,ÖZÇELİK U,Aycan Ç "Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model." Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi, 22, ss.166 - 174, 2017.
ISNAD GÖÇMEN, JULİDE SEDEF vd. "Kan ve El Kültüründen İzole Edilen Koagülaz-Negatif Stafilokok İzolatlarının Biyofilm Oluşumunun Plazma Polimerizasyon Tekniği ile Kaplanmış Mikroplaklarda İncelenmesi: Deneysel Model". Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi 22/4 (2017), 166-174.