Pārlekt uz galveno saturu
Pētniecība
Doktorantiem

7. novembrī Rīgas Stradiņa universitātes Medicīnas promocijas padomes atklātajā sēdē Aigars Reinis aizstāvēs promocijas darbu "Staphylococcus epidermidid un Pseudomonas aeruginosa adhēzijas un kolonizācijas intensitātes noteikšana uz oriģināli sintezētu biomateriālu virsmas in vitro un in vivo pētījumos un to ietekme uz iekaisuma citokīnu ekspresiju audos".

Pēdējos gados Latvijā praktiskajā medicīnā bojātu kaulaudu reģenerācijai aizvien plašāk sāk izmantot oriģināli sintezētu biokeramiku, kas satur hidroksiapatītu un bioaktīvos stiklus uz silikātu bāzes. Hidroksiapatīts kā galvenais dabīgā kaula minerāls veido tiešu saiti ar audiem, bez fibrozās kapsulas starpslāņa, un tas mazāk piesaista mikroorganismus. Tomēr nav apmierinoša hidroksiapatīta lēnā biodegradācija un mazā bioaktivitāte, tādēļ turpinās citu – bioloģiski aktīvāku – materiālu meklēšana un sintēze, modificējot apatīta struktūru vai pilnveidojot bioaktīvo stiklu materiālus.

Mūsdienās jaunu vielu radīšanai izmanto arī dažādu materiālu kombinēšanu, veidojot kompozītmateriālus. Tā sauc saliktus materiālus, kas sastāv no diviem vai vairākiem komponentiem vai fāzēm, kas pēc īpašībām ir ļoti atšķirīgas, savstarpēji nešķīstošas vai maz šķīstošas un atdalītas ar labi izteiktu robežvirsmu. Kompozītu lietojums medicīnā ir relatīvi jauns atklājums, daudzi no šiem materiāliem vēl atrodas izpētes stadijā. Taču jau tagad to izmantošana implantu un medicīnas ierīču, piemēram, katetru, izgatavošanā ir daudz plašāka, ja salīdzina ar vienkāršiem, homogēniem materiāliem. Šajā gadījumā svarīgi ievērot, lai katrs komponents un biomateriāls kopumā būtu biosaderīgs un lai tas mijiedarbotos ar cilvēka organisma audiem. Taču ar mikroorganismiem kontaminētiem implantiem ir aprakstītas blakusparādības. Tā ir būtiska problēma, jo veicina bioplēves jeb biofilmas veidošanos. Līdz ar to tikpat svarīgi kā pētīt biofilmas un biosaderību ir pētīt arī mikrobu adhēziju un kolonizāciju, kā arī ar tiem saistīto implantu infekcijas risku.

Saskaņā ar vairākiem pētījumiem svarīgi ir noteikt baktēriju adhēzijas (pielipšanas) un kolonizācijas intensitāti in vitro (laboratorijā, ārpus dzīvā organisma) un in vivo (dzīvajā organismā). Implantācijā izmantojamiem biomateriāliem piemīt reaktogenitāte – spēja izraisīt dažādas intensitātes makroorganisma atbildes reakciju. Pati atbildes reakcija pēc kvalitatīvām pazīmēm vienmēr ir vienāda – iekaisums un svešķermeņa ierobežošana ar saistaudu kapsulu, ja nav iespējams to degradēt vai izstumt laukā. Reaktogenitāti var ietekmēt daudzi faktori, piemēram, biomateriāla struktūra, makroorganisma īpašības, kā arī trešais spēks – mikroorganismi.

Pēdējo desmit gadu laikā plaši izmanto metālisko implantu pārklāšanu ar bioaktīvo HAp/TiO2 slāni, lai uzlabotu fiksāciju starp dzīvo kaulu un implantu, lai nodrošinātu jaunu kaulu šūnu veidošanos un lai novērstu metāla koroziju. Visbiežāk pārklāti tiek titāna (Ti) un titāna sakausējuma implanti, kas ir bioinerti materiāli. HAp/TiO2 kompozītkeramikas pārklājumam ir lielāka sasaistes stiprība ar metālu, salīdzinot ar HAp bez piemaisījumiem. Palielinot TiO2 daudzumu kompozītā, palielinās arī stiprība, turklāt TiO2 piedeva var samazināt baktēriju saistīšanos pie biomateriāla, tādējādi samazinot arī iespējamo implanta kontaminācijas risku. Tomēr infekcijas risks ap TiO2 saturošu implantu joprojām ir aktuāla problēma medicīnā.

Biomateriālu pārbaudi reglamentē vairāki ISO standarti, bet tajos nav akcentētas mikrobioloģiskās testēšanas metodes un virzieni, lai gan daudziem mikroorganismiem, bieži normālās floras pārstāvjiem, piemīt afinitāte pret organismā implantētiem mākslīgiem objektiem. Kā piemērus var minēt ādas mikrofloras stafilokokus, piemēram, Staphylococcus epidermidis, slimnīcas vidē izplatīto Pseudomonas aeruginosa u. c. baktērijas. Līdz ar to šīs baktērijas ir vienas no nozīmīgākajiem ar implantiem un biomateriāliem saistīto infekciju ierosinātājiem. Šo baktēriju spēja veidot biofilmu, kas koloniju pasargātu no organisma nespecifiskās rezistences mehānismiem, kā arī dažādie rezistences mehānismi pret antibiotiskajām vielām var vēl vairāk apgrūtināt infekcijas ārstēšanu.

Lai gan tiek izmantotas efektīvas aseptikas un antiseptikas metodes, mikroorganismu spēja kontaminēt un kolonizēt implantēto biomateriālu vai katetru, mākslīgo vārstuli, locītavu u. c. joprojām ir aktuāla un ir hospitālo infekciju attīstības riska faktors.

Tāpēc arvien aktuālāki kļūst pētījumi, kuros tiek izvērtēta adhēzijas un kolonizācijas intensitāte uz biomateriāliem, lai palīdzētu izprast infekcijas procesa ietekmi uz iekaisuma reakciju audos ap implantēto biomateriālu.

Aigara Reiņa disertāciju atradīsiet šeit.