Aplicación de recubrimientos antibacterianos y antibiopelícula sobre las lentes de contacto terapéuticas

Abstract

Els bacteris utilitzen un mecanisme de comunicació anomenat Quòrum Sensing (QS) i el seu objectiu és la creació d'un complex auto-defensiu format per comunitats bacterianes i substàncies polimèriques extracel·lulars. Aquest complex que es fixa a la superfície es coneix com biofilm. Els biofilms o biopel·lícules bacterianes tenen un comportament que els permet crear resistència davant de diversos tractaments amb antibiòtics, per aquest motiu produeix la majoria de les infeccions nosocomials. P. Aeruginosa és un dels microorganismes més perillosos per a la nostra visió i està estretament relacionat amb el mal ús de lents de contacte. A més, un alt percentatge d'usuaris de lents de contacte que pateixen Queratitis Microbiana (QM) van presentar cultius positius en bacteris Gram negatiu, incloent P. aeruginosa. Alguns autors també reporten que els hidrogels de silicona (SiHi) presenten major adherència bacteriana que les lents de contacte clàssiques de HEMA. Els recobriments multicapa amb Acilasa redueixen significativament la formació de biopel·lícules produïdes per bacteris Gram negatiu com P. aeruginosa ATCC 10145 sota condicions estàtiques i dinàmiques. Acilasa va ser descrita en alguns estudis sobre catèters de silicona amb l'objectiu d'analitzar les seves propietats Quòrum Quenching (QQ). LBL (capa sobre capa) és una tècnica d'auto-acoblament simple i molt utilitzada per realitzar modificacions superficials, la qual cosa ha produït una gran expectació durant els últims anys a causa de la seva simplicitat de procediment i per l'ampli espectre d'elecció dels materials que permet utilitzar.. Per aquests motius, en el nostre treball, s’han realitzat recobriments LBL sobre lents de contacte de BalafilconA (PureVision Toric), utilitzant Acilasa i Acilasa/Gentamicina amb l'objectiu de reduir la formació de biopel·lícules i posar a prova les seves propietats antibacterianes contra P. aeruginosa. A més, es mesurarà algunes propietats òptiques i fisicoquímiques de lents de contacte per a comparar-los abans i després del tractament LBL. Els resultats mostren que els recobriments inhibeixen la formació de biofilms i que els recobriments de Acilasa/Gentamicina tenen més capacitat antibacteriana. Els recobriments augmenten l’angle de contacte de les lents en estat sec i disminueixen la seva transmitància en la zona del visible.

Las bacterias utilizan un mecanismo de comunicación llamado Quórum Sensing (QS) y su objetivo es la creación de un complejo auto-defensivo formado por comunidades bacterianas y sustancias poliméricas extracelulares. Este complejo que se fija a la superficie se conoce como biofilm. Los biofilms o biopelículas bacterianas tienen un comportamiento que les permite crear resistencia frente a varios tratamientos con antibióticos, por ese motivo produce la mayoría de las infecciones nosocomiales. P. Aeruginosa es uno de los microorganismos más peligrosos para nuestra visión y está estrechamente relacionado con el mal uso de lentes de contacto. Además, un alto porcentaje de usuarios de lentes de contacto que padecen Queratitis Microbiana (QM) presentaron cultivos positivos en bacterias Gram negativo, incluyendo P. aeruginosa. Algunos autores también reportan que los hidrogeles de silicona (SiHi) presentan mayor adherencia bacteriana que las lentes de contacto clásicas de HEMA. Los recubrimientos multicapa con Acilasa reducen significativamente la formación de biopelículas producidas por bacterias Gram negativo como P. aeruginosa ATCC 10145 bajo condiciones estáticas y dinámicas. Acilasa fue descrita en algunos estudios sobre catéteres de silicona con el objetivo de analizar sus propiedades Quórum Quenching (QQ). LbL es una técnica de auto-ensamblaje simple y comúnmente utilizada para realizar modificaciones superficiales, lo cual ha producido una gran expectación durante los últimos años debido a su simplicidad de procedimiento y por el amplio espectro de elección de los materiales que permite utilizar. Por estos motivos, en nuestro trabajo, se han realizado recubrimientos LbL sobre lentes de contacto de BalafilconA (PureVision Toric), utilizando Acilasa y Acilasa/Gentamicina con el objetivo de reducir la formación de biopelículas y poner a prueba sus propiedades antibacterianas contra P. aeruginosa. Además, se medirá algunas propiedades ópticas y fisicoquímicas de lentes de contacto para compararlos antes y después del tratamiento LbL. Los resultados muestran que los recubrimientos inhiben la formación de biofilms y que los recubrimientos de Acilasa/Gentamicina tienen más capacidad antibacteriana. Los recubrimientos aumentan el ángulo de contacto de las lentes en estado seco y disminuyen su transmitancia en la zona del visible.

Bacteria use a communication signalling mechanism called Quorum Sensing (QS) and its objective is to develop a self-defensive complex formed by bacteria communities and extracellular polymeric substances. This complex is attached to the surface and is known as biofilm. This behaviour of biofilms allows them to create resistance to various treatments with antibiotics and produces the majority of hospital-acquired infections as known as nosocomial infections. P. Aeruginosa is one of the most dangerous microorganisms for the eye and is closely related to the misuse of contact lenses. Moreover a high a percentage of contact lens wearers with Microbial Keratitis (MK) showed positive gram-negative bacteria cultures, including P. aeruginosa. Some authors report that silicone hydrogels (SiHi) presents higher bacterial adherence than regular PHEMA contact lenses. Acylase multilayer coatings significantly reduced Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145 biofilm formation under static and dynamic conditions in an in vitro catheterized bladder model. This enzyme was testes in some studies on silicone catheters and other materials for analyse Acylase Quorum Quenching properties. Layer-by-layer (LbL) self-assembly technique is a simple, commonly used method to realize surface modification, which has attracted much attention because of its simplicity in procedure, wide choice of materials, and fine-tuning of the microstructure. LbL assembled multilayer is fabricated by sequential adsorption of materials with complementary functional groups employing electrostatic interactions, hydrogen bonding, or covalent interactions. For all these reasons in our work, Acylase and Acylase/gentamicin multilayer has been performed on BalafilconA contact lenses (PureVision Toric) using LbL technique with the goal to reduce the biofilm formation and test its antibacterial properties against P. Aeruginosa. Furthermore it will be measured some of the optical and physicochemical properties of contact lenses for compare them before and after LbL treatment. The results show that the coatings inhibit the formation of biofilms and coating Acylase/Gentamicin has more antibacterial capacity. The coatings increase the contact angle of the lens in the dry state and decrease their transmittance in the visible range.