L’exposition aux aérosols microbiologiques présents dans les environnements clos est susceptible de provoquer, chez les occupants, diverses pathologies telles que des infections, des toxi-infections et des allergies. Pour s’en prémunir, diverses stratégies passant notamment par l’emploi de dispositifs épurateurs d’air, ont été développées et commercialisées par les industriels de la ventilation et du traitement de l’air. Cependant, à ce jour, aucune méthodologie d’évaluation y compris normative ne permet d’évaluer la pertinence de ces stratégies. Ce travail de recherche se propose, d’une part, d’appréhender le devenir des aérosols microbiologiques au sein des espaces clos : de la source à l’individu exposé, en explorant le rôle de la ventilation dans ce transport et, d’autre part, d’explorer le gain apporté par les nouvelles technologies de traitement microbiologique de l’air sur l’exposition des occupants. Pour ce dernier point de l’étude, une démarche globale d’évaluation en 3 volets a été adoptée avec l’étude de l’efficacité du ou des principes d’épuration mis en oeuvre, la détermination du rendement intrinsèque en condition dynamique de ces systèmes et l’évaluation du gain apporté par ces derniers sur l’exposition des occupants. Les travaux menés avec les dispositifs épurateurs (filtration et photocatalyse) ont montré que les efficacités intrinsèques des systèmes ne permettent pas de préjuger de leur gain vis-à-vis du niveau de l’exposition des individus lorsqu’ils sont mis en oeuvre en environnement intérieur. Les résultats obtenus ont également mis en évidence que la prise en compte des flux aérauliques et du transport des particules induit par la ventilation et le dispositif épurateur est indispensable à la définition d’une stratégie cohérente de traitement d’air / Exposure to bioaerosols in indoor environments is associated with a wide range of adverse effects on health including infectious diseases, acute toxic effects and allergies. In order to guard against this phenomenon, the ventilation and air treatment industry has developed and marketed many air control strategies. However, at present, there is no methodology adapted to the evaluation of the relevance of these strategies. The aim of this research work was to characterize, in a first time, the progress of microbiological aerosol from the original source, to their eventual inhalation by person exposed, considering their dissemination through the indoor environments. Secondly, the work consisted of determining the efficiency of air cleaner devices applied to control indoor air quality. For this point, a global approach of evaluation in 3 steps was adopted, consisting of studying the efficiency of the epuration principle implemented, determining the intrinsic performance of the systems in dynamic conditions and their impact on the exposure level of the exposed persons. The tests carried out with air cleaner devices (filtration and photocatalysis) have shown that the intrinsic performance wasn’t able to estimate the beneficial impact of these systems on the exposure level of people when there were applied in indoor environments. So the intrinsic performance of devices is not the single impact factor, the airflow promoted by the device is also a factor to consider. Moreover, the characterization of indoor airflows and airborne particles transport is essential to define a coherent strategy of air treatment

O controle na formação do biofilme em implantes e próteses ortopédicas continua sendo um dos grandes desafios acerca da infeção relacionada aos dispositivos na área da saúde. O objetivo desta pesquisa foi investigar biomateriais com aplicabilidade na ortopedia, visando os avanços e enfrentamentos dos desafios na área da infectologia. Uma revisão integrativa foi realizada a respeito da formação de biofilme em biomateriais de próteses de quadril com a finalidade de contribuir com as medidas de prevenção e controle aos agravos infecciosos. Além disso, a formação in vitro do biofilme em função dos biomateriais (titânio e titânio revestido com biovidro F18), microrganismos (Staphylococcus epidermidis e Candida albicans) e tempos de incubação (2, 4 e 8 horas) foi avaliada por microscopia de fluorescência. A revisão integrativa foi realizada no portal PubMed da National Library of Medicine, bem como nas bases Cochrane, Embase, Web of Science, CINAHL e LILACS com a inclusão de estudos primários sobre a temática, publicados online até novembro de 2017, em português, inglês e espanhol. Na fase experimental / laboratorial, biofilmes de S. epidermidis (ATCC 12228) e C. albicans (ATCC 90028) foram formados em corpos de prova de titânio e titânio revestido com biovidro F18 após 2, 4 e 8 horas de incubação a 37?C sob agitação orbital. As áreas das imagens dos corpos de prova, em porcentagem, recobertas com biofilme (células vivas) foram avaliadas por microscopia de fluorescência. Os dados coletados foram submetidos à análise estatística empregando-se os testes de normalidade Shapiro Wilk, U de Mann-Whitney e t de Student por meio do software IBM SPSS Statistics (versão 25) e nível de significância ?=5%. Na revisão integrativa, os resultados demonstraram que dos 16 estudos primários, 81,25% eram pesquisas experimentais in vitro e que novos biomateriais foram desenvolvidos para prevenir a formação de biofilme. Com relação à fase experimental / laboratorial, houve menor formação de biofilme por S. epidermidis e C. albicans (p<0,001) no titânio revestido com biovidro F18 do que no titânio, após 8 horas de incubação. Entretanto, houve maior formação de biofilme por S. epidermidis e C. albicans após 8 horas do que em 2 horas de incubação, tanto no titânio quanto no titânio revestido com biovidro F18 (p<0,05). Em suma, a revista da literatura mencionou o desenvolvimento de biomateriais novos para prevenir a formação de biofilme. Na fase laboratorial / experimental, o titânio revestido com biovidro F18 apresentou atividade antibiofilme em comparação com o titânio, e os tempos de incubação de 2 para 8 horas aumentaram a formação de biofilme em ambos os biomateriais. Ainda, pesquisas futuras acerca do biovidro F18 fundamentadas nos aspectos físicoquímicos, bioquímicos e microbiológicos são importantes para a elucidação dos mecanismos de ação relacionados ao controle dos biofilmes / The control of biofilm formation on implants and orthopedic prostheses still is one of the major challenges concerning infection related to devices in the health field. The objective of this research was to investigate biomaterials with applicability in orthopedics, aiming for advances and facing challenges in the infectology area. An integrative review was performed regarding biofilm formation on hip prosthesis biomaterials in order to contribute to the preventive and infection control measures. Moreover, the in vitro biofilm formation according to biomaterials (titanium and titanium coated with F18 bioglass), microorganisms (Staphylococcus epidermidis and Candida albicans) and incubation times (2, 4 and 8 hours) was evaluated by fluorescence microscopy. The integrative review was performed on PubMed portal from National Library of Medicine as well as on Cochrane, Embase, Web of Science, CINAHL and LILACS databases with the inclusion of primary studies about the topic, published online up until November 2017, in Portuguese, English and Spanish. In the experimental / laboratory step, S. epidermidis (ATCC 12228) and C. albicans (ATCC 90028) biofilms were formed on proof bodies of titanium and titanium coated with F18 bioglass after 2, 4 and 8 hours of incubation at 37?C under orbital shaking. The image areas of proof bodies, in percentage, coated with biofilm (living cells) were evaluated by fluorescence microscopy. The data collected were submitted to statistical analysis using normality tests Shapiro Wilk, U from Mann-Whitney and t from Student through IBM SPSS Statistics (version 25) software and significance level ?=5%. In the integrative review, the results showed that among 16 primary studies, 81.25% were in vitro experimental studies and that new biomaterials were developed to prevent biofilm formation. Regarding experimental / laboratory step, there was less biofilm formation by S. epidermidis and C. albicans (p<0.001) on titanium coated with F18 bioglass than on titanium, after 8 hours of incubation. However, there was more biofilm formation by S. epidermidis and C. albicans after 8 hours than in 2 hours of incubation, both on titanium and on titanium coated with F18 bioglass (p<0.05). In sum, the literature review mentioned the development of new biomaterials to prevent biofilm formation. In laboratory / experimental step, titanium coated with F18 bioglass presented antibiofilm activity in comparison with titanium, and the incubation times of 2 to 8 hours increased biofilm formation on both materials. Besides, future studies about F18 bioglass based on physicochemical, biochemical and microbiological aspects are important for the elucidation of action mechanisms related to biofilms control

O uso de metais na fabricação de implantes ortopédicos iniciou-se nas primeiras décadas do século XX. O aumento do uso de biomateriais implantáveis aumentam também os casos de infecção. A colonização da superfície do biomaterial pode ter início no momento da inserção do corpo estranho no organismo e geralmente é causada por microrganismos da microbiota da pele ou região adjacente ao implante. Este estudo teve por objetivo avaliar por métodos microbiológicos e microscópio eletrônico de varredura (MEV), a aderência bacteriana à superfície de aço inoxidável e liga de titânio de uso médico, bem como a molhabilidade da superfície destes metais. As bactérias usadas foram Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 e Staphylococcus aureus ATCC 25923. Os discos de aço inoxidável (15,0 mm de diâmetro x 2,0 mm de espessura) e de liga de titânio (12,0 mm de diâmetro x 2,0 mm de espessura) foram inseridos, asséptica e separadamente, em tubos contendo 15,0 mL de caldo Mueller Hinton e 200,0 \'mü\'L de suspensão bacteriana da ordem de \'10 POT.8\' UFC/mL. Cada bactéria foi estudada individualmente. Os tubos foram incubados por 1, 6, 24, 48 e 72 horas sob agitação a 37 graus Celsius. Após os períodos de incubação, os discos foram retirados do caldo de cultura e submetidos ao banho de ultrassom em 5,0 mL de solução fisiológica 0,85% esterilizada. Deste líquido, foram realizadas diluições da ordem de \'10 POT.-1\' a \'10 POT.-4\' para a quantificação de células viáveis. Os valores foram expressos em UFC/mL. Para S. epidermidis sobre a liga de titânio, o número de células viáveis foi em 1 hora: 7,20 x \'10 POT.4\'; 6 horas: 3,90 x \'10 POT.6\'; 24 horas: 3,80 x \'10 POT.6\'; 48 horas: 9,70 x \'10 POT.6\' e 72 horas: 1,00 x \'10 POT.7\'. Sobre o aço inoxidável, o número de células viáveis foi em 1 hora: 3,00 x \'10 POT.3\'; 6 horas: 2,90 x \'10 POT.6\'; 24 horas: 3,20 x \'10 POT.6\'; 48 horas: 1,41 x \'10 POT.7\' e 72 horas: 1,88 x \'10 POT.7\'. Para S. aureus ) sobre a liga de titânio, o número de células viáveis foi em 1 hora: 2,00 x \'10 POT.3\'; 6 horas: 1,00 x \'10 POT.4\'; 24 horas: 3,10 x \'10 POT.4\'; 48 horas: 4,30 x \'10 POT.4\' e 72 horas: 5,80 x \'10 POT.3\'. Sobre o aço inoxidável, o número de células viáveis foi em 1 hora: 6,00 x \'10 POT.3\'; 6 horas: 2,00 x \'10 POT.3\'; 24 horas: 1,50 x \'10 POT.4\'; 48 horas: 3,20 x \'10 POT.5\' e 72 horas: 6,00 x \'10 POT.3\'. Ambas as superfícies metálicas foram caracterizadas como de média molhabilidade, onde a liga de titânio teve média \'+ OU -\' desvio padrão de 39,016 \'+ OU -\' 11,267 e o aço inoxidável 58,083 \'+ OU -\' 7,165. Tanto o S. aureus quanto o S. epidermidis aderiram às superfícies dos biomateriais estudados, como foi observado por meio de MEV. Com base nos resultados é possível concluir que os dois microrganismos são capazes de aderir a superfícies metálicas. Isto aumenta a preocupação quanto à patogênese das infecções relacionadas a implantes ortopédicos, uma vez que esses microrganismos estão presentes na pele humana e oferecem o risco de reações inflamatórias e infecção, promovendo a perda do implante para efetivar a cura. / The utilization of metals in the manufacture of orthopedic implants started in first decades of twentieth century. The increased use of implantable biomaterials increased also infection cases. Biomaterial surface colonization can start at the moment of foreign body insertion in the organism and is usually caused by microorganisms of skin microbiota or adjacent region to the implant. This study aimed to evaluate microbiological methods and scanning electron microscopy (SEM), the bacterial adhesion to surface of stainless steel and titanium alloy of medical use, as well as the surface wetability of these metals. The used bacteria were Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 and Staphylococcus aureus ATCC 25923. The stainless steel (15,0 mm diameter x 2,0 mm thick) and titanium alloy (12,0 mm diameter x 2,0 mm thick) discs were inserted, aseptic and individually, into tubes containing 15,0 mL Mueller Hinton broth and 200,0 \'mü\'L of bacterial suspension with \'10 POT.8\' CFU/mL concentration. Each bacterium was individually studied. The tubes were incubated for 1, 6, 24, 48 and 72 hours under agitation at 37 Celsius degrees. After incubation periods, the discs were removed from culture broth and submitted to the ultrasound bath in 5,0 mL of sterile saline. From this liquid were realized dilutions of \'10 POT.-1\' to \'10 POT.-4\' to quantify the viable cells. Values were expressed in CFU/mL. S. epidermidis over titanium alloy viable cells number was in 1 hour: 7,20 x \'10POT.4\'; 6 hours: 3,90 x \'10 POT.6\'; 24 hours: 3,80 x \'10 POT.6\'; 48 hours: 9,70 x \'10 POT.6\' and 72 hours: 1,00 x \'10 POT.7\'. Over stainless steel viable cells number was in 1 hour: 3,00 x \'10 POT.3\'; 6 hours: 2,90 x \'10 POT.6\'; 24 hours: 3,20 x \'10 POT.6\'; 48 hours: 1,41 x \'10 POT.7\' and 72 hours: 1,88 x \'10 POT.7\'. To S. aureus over titanium alloy viable cells number was in 1 hour: 2,00 x \'10 POT.3\'; 6 hours: 1,00 x \'10 POT.4\'; 24 hours: 3,10 x \'10 POT.4\'; 48 hours: 4,30 x \'10 POT.4\' and 72 hours: 5,80 x \'10 POT.3\' and over stainless steel viable cells number was in 1 hour: 6,00 x \'10 POT.3\'; 6 hours: 2,00 x \'10 POT.3\'; 24 hours: 1,50 x \'10 POT.4\'; 48 hours: 3,20 x \'10 POT.5\' and 72 hours: 6,00 x \'10 POT.3\'. Both metal surfaces were characterized as medium wetability, where the contact angle of titanium alloy was mean \'+ OU -\' standard deviation 39,016 \'+ OU -\' 11,267 and stainless steel 58,083 \'+ OU -\' 7,165. Both S. aureus as S. epidermidis adhered to surfaces of biomaterials studied, as observed by SEM. Based on the results we concluded that two microorganisms are able to adhere to metal surfaces. This increases the concern about the pathogenesis of infections related to orthopedic implants, since these microorganisms are present in human skin and provide the risk of infection and inflammatory reactions, furthering implant loss to effective cure.

A infecção bacteriana é a principal complicação que um procedimento de artroplastia de quadril ou joelho pode apresentar. Mesmo após a incorporação de antibiótico (gentamicina) ao cimento ósseo, as taxas de infecções após este procedimento cirúrgico continuam gerando sérios prejuízos para o hospital e para o paciente. As principais bactérias envolvidas nas infecções relacionadas aos implantes ortopédicos são Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aderência e formação de biofilme de S. aureus, S. epidermidis e P. aeruginosa sobre o cimento ósseo polimetilmetacrilato (PMMA) com e sem antibiótico (gentamicina), de procedência nacional e internacional, por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) e por cultura. Também, estimar quantitativamente as células viáveis recuperadas dos biofilmes formados. Foram produzidos discos de polimetilmetacrilato de 10,0 mm de diâmetro e 3,0 mm de espessura. Foram utilizadas cepas Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. Para este estudo foram utilizados corpos-de-prova de cimento ósseo de procedência nacional (BAUMER, CMM e BIOMECANICA) e internacional (BIOMET com gentamicina, BIOMET sem gentamicina e SIMPLEX). Biofilmes foram produzidos in vitro a partir da inoculação da suspensão bacteriana (\'10 POT.8\' unidades formadoras de colônia/mL) em Tryptic Soy Broth e incubados nos períodos de tempo de 1, 6, 24, 48, e 72 horas. Após os períodos de incubação os corpos-de-prova foram removidos do meio de cultura, lavados, sonicados e do sobrenadante realizadas diluições seriadas (\'10 POT.-1\' a \'10 POT.-5\'). A seguir, os corpos-de-prova foram preparados para observação por MEV. Os resultados de MEV mostraram bacilos e cocos aderidos e agrupados formando biofilme. Para P. aeruginosa: as contagens das células viáveis em média (UFC/mL) foram de 2,8 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,7 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,7 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 \'+ OU -\' 5,5 x \'10 POT.4\' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 2,3 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,5 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 \'+ OU -\' 0,8 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,4 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,1 \'+ OU -\' 0,5 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 \'+ OU -\' 6,0 x \'10 POT.5\' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX), respectivamente. Os dados obtidos mostraram que o cimento ósseo de polimetilmetacrilato com e sem gentamicina não evitaram a aderência da Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus e formação de biofilme, como demonstrado pela MEV. Em conclusão, isto é um fator de risco para infecções. / The bacterial infection is the main complication of a procedure for hip or knee arthroplasty can present. Even after the addition of antibiotic (gentamicin) in the bone cement, the rates of infection after the surgical procedure continue causing serious damage to the hospital and the patient. The main bacteria involved in infections related to orthopedic implants are Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. The objective of this study was to evaluate the adhesion and biolfilm formation of the S. aureus, S. epidermidis and P. aeruginosa on the bone cement polymethylmethacrylate (PMMA) with and without antibiotic (gentamicin) from national and international origin, by means scanning electron microscope (SEM) and by culture. Also, quantitatively estimate the viable cells recovered from biofilms formed. Discs of cement were produced from 10.0 mm in diameter and 3.0 mm thick. Strains used were Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. For this study we used coupons cement of national origin (Baumer, CMM and biomechanics) and international (BIOMET with gentamicin, BIOMET without gentamicin and SIMPLEX). Biofilms were produced in vitro from the inoculation of bacterial suspension (108 Colony-Forming Units/mL) in Tryptic Soy Broth and incubated for the time periods of 1, 6, 24, 48 and 72 hours. After the incubation periods of the coupons they were removed from the medium culture, washed, sonicated and serial dilutions of supernatant taken (\'10 POT.-1\' a \'10 POT.-5\'). Next, the coupons were prepared for observation by SEM. The results of SEM showed adherent cocci bacilli, and adhered to each other form a biofilm. For P. aeruginosa: the couting of viable cells on average (CFU/mL) were 2,8 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,7 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,7 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 \'+ OU -\' 5,5 x \'10 POT.4\' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 2,3 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,5 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 \'+ OU -\' 0,8 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,4 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,1 \'+ OU -\' 0,5 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 \'+ OU -\' 6,0 x \'10 POT.5\' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX), respectively. The data showed that of polymethylmethacrylate bone cement with and without gentamicin did not prevent the adhesion of Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus and formation of biofilms, as demonstrated by SEM. In conclusion, this is risk factor for infections.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:13:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MichelleMA_DISSERT.pdf: 2721160 bytes, checksum: a6cf87e66222fcde35f5dcad4d548b9d (MD5) Previous issue date: 2011-08-05 / This laboratory study involves the participation of a group with professionals from different areas that had contributed to the construction of a multidisciplinary knowledge, about biological response of titanium surfaces modified through thermochemical treatment by plasma. Thus, the crystalline phase was previously characterized in relation to the topography, roughness, molhability and nitrogen concentration in the samples surface. It s indispensable that materials implanted can influence in a good cellular response as well as promotes a bacteria action. Surfaces modified by plasma were exposed to different cultures such as: cellular (human osteoblastic) and bacteria (Staphylococcus epidermidis ATCC35984 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853) in order to evaluate the biological response. It was evaluated the adhesion, proliferation, morphology and cellular preference of human ostheoblastic cells (HOST), as well as the formation of a biofilm and bacteria proliferation. It was still analyzed the bacteria selectivity ability in relation to the surfaces. The software Image Pro Plus was used to the counting of cells and bacteria adhered to the surface of disks. The results were submitted to the variance analysis (ANOVA), and then, by the Kruskal-Wallis test, using GraphPad Instat ? software, version 3.5 to Windows. The nitrided samples in spite of show a higher roughness and molhability showed a smaller bacteria growing and higher cellular proliferation, when compared to non treated samples, indicating that the treated material present a high efficiency to biomedical implants / Este estudo laboratorial envolveu a participa??o de um grupo de profissionais de ?reas distintas, as quais contribu?ram na constru??o de um conhecimento multidisciplinar, acerca da resposta biol?gica de superf?cies de tit?nio modificadas por tratamento termoqu?mico a plasma. Para tanto, uma avalia??o da an?lise de fase cristalina, topografia, rugosidade, molhabilidade e concentra??o de nitrog?nio nas superf?cies das amostras foram previamente determinadas. ? imprescind?vel que materiais implant?veis influenciem uma boa resposta celular como tamb?m proporcionem uma a??o bacteriost?tica. Com o intuito de avaliar a resposta biol?gica, superf?cies modificadas por plasma foram expostas as seguintes culturas: celular (osteoblasto humano) e bacteriano (Staphylococcus epidermidis ATCC35984 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853). Avaliou-se a ades?o, prolifera??o, morfologia e prefer?ncia de c?lulas osteobl?sticas humanas (HOST) bem como a forma??o de biofilme e prolifera??o bacteriana. Analisou-se, ainda, a capacidade de seletividade de superf?cie pelas bact?rias. O software Image Pro Plus foi utilizado para contagem das c?lulas e bact?rias aderidas ? superf?cie dos discos. Os resultados foram submetidos ? an?lise de vari?ncia (ANOVA), seguido pelo teste de Kruskal-Wallis, utilizando o GraphPad Instat ?, vers?o 3.5 para Windows. As amostras nitretadas apesar de apresentarem uma maior rugosidade e molhabilidade, quando comparadas com as amostras n?o tratadas, tiveram um menor crescimento bacteriano e uma maior prolifera??o celular. Indicando que o material tratado possui uma alta efici?ncia para implantes biom?dicos

O uso de metais na fabricação de implantes ortopédicos iniciou-se nas primeiras décadas do século XX. O aumento do uso de biomateriais implantáveis aumentam também os casos de infecção. A colonização da superfície do biomaterial pode ter início no momento da inserção do corpo estranho no organismo e geralmente é causada por microrganismos da microbiota da pele ou região adjacente ao implante. Este estudo teve por objetivo avaliar por métodos microbiológicos e microscópio eletrônico de varredura (MEV), a aderência bacteriana à superfície de aço inoxidável e liga de titânio de uso médico, bem como a molhabilidade da superfície destes metais. As bactérias usadas foram Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 e Staphylococcus aureus ATCC 25923. Os discos de aço inoxidável (15,0 mm de diâmetro x 2,0 mm de espessura) e de liga de titânio (12,0 mm de diâmetro x 2,0 mm de espessura) foram inseridos, asséptica e separadamente, em tubos contendo 15,0 mL de caldo Mueller Hinton e 200,0 \'mü\'L de suspensão bacteriana da ordem de \'10 POT.8\' UFC/mL. Cada bactéria foi estudada individualmente. Os tubos foram incubados por 1, 6, 24, 48 e 72 horas sob agitação a 37 graus Celsius. Após os períodos de incubação, os discos foram retirados do caldo de cultura e submetidos ao banho de ultrassom em 5,0 mL de solução fisiológica 0,85% esterilizada. Deste líquido, foram realizadas diluições da ordem de \'10 POT.-1\' a \'10 POT.-4\' para a quantificação de células viáveis. Os valores foram expressos em UFC/mL. Para S. epidermidis sobre a liga de titânio, o número de células viáveis foi em 1 hora: 7,20 x \'10 POT.4\'; 6 horas: 3,90 x \'10 POT.6\'; 24 horas: 3,80 x \'10 POT.6\'; 48 horas: 9,70 x \'10 POT.6\' e 72 horas: 1,00 x \'10 POT.7\'. Sobre o aço inoxidável, o número de células viáveis foi em 1 hora: 3,00 x \'10 POT.3\'; 6 horas: 2,90 x \'10 POT.6\'; 24 horas: 3,20 x \'10 POT.6\'; 48 horas: 1,41 x \'10 POT.7\' e 72 horas: 1,88 x \'10 POT.7\'. Para S. aureus ) sobre a liga de titânio, o número de células viáveis foi em 1 hora: 2,00 x \'10 POT.3\'; 6 horas: 1,00 x \'10 POT.4\'; 24 horas: 3,10 x \'10 POT.4\'; 48 horas: 4,30 x \'10 POT.4\' e 72 horas: 5,80 x \'10 POT.3\'. Sobre o aço inoxidável, o número de células viáveis foi em 1 hora: 6,00 x \'10 POT.3\'; 6 horas: 2,00 x \'10 POT.3\'; 24 horas: 1,50 x \'10 POT.4\'; 48 horas: 3,20 x \'10 POT.5\' e 72 horas: 6,00 x \'10 POT.3\'. Ambas as superfícies metálicas foram caracterizadas como de média molhabilidade, onde a liga de titânio teve média \'+ OU -\' desvio padrão de 39,016 \'+ OU -\' 11,267 e o aço inoxidável 58,083 \'+ OU -\' 7,165. Tanto o S. aureus quanto o S. epidermidis aderiram às superfícies dos biomateriais estudados, como foi observado por meio de MEV. Com base nos resultados é possível concluir que os dois microrganismos são capazes de aderir a superfícies metálicas. Isto aumenta a preocupação quanto à patogênese das infecções relacionadas a implantes ortopédicos, uma vez que esses microrganismos estão presentes na pele humana e oferecem o risco de reações inflamatórias e infecção, promovendo a perda do implante para efetivar a cura. / The utilization of metals in the manufacture of orthopedic implants started in first decades of twentieth century. The increased use of implantable biomaterials increased also infection cases. Biomaterial surface colonization can start at the moment of foreign body insertion in the organism and is usually caused by microorganisms of skin microbiota or adjacent region to the implant. This study aimed to evaluate microbiological methods and scanning electron microscopy (SEM), the bacterial adhesion to surface of stainless steel and titanium alloy of medical use, as well as the surface wetability of these metals. The used bacteria were Staphylococcus epidermidis ATCC 12228 and Staphylococcus aureus ATCC 25923. The stainless steel (15,0 mm diameter x 2,0 mm thick) and titanium alloy (12,0 mm diameter x 2,0 mm thick) discs were inserted, aseptic and individually, into tubes containing 15,0 mL Mueller Hinton broth and 200,0 \'mü\'L of bacterial suspension with \'10 POT.8\' CFU/mL concentration. Each bacterium was individually studied. The tubes were incubated for 1, 6, 24, 48 and 72 hours under agitation at 37 Celsius degrees. After incubation periods, the discs were removed from culture broth and submitted to the ultrasound bath in 5,0 mL of sterile saline. From this liquid were realized dilutions of \'10 POT.-1\' to \'10 POT.-4\' to quantify the viable cells. Values were expressed in CFU/mL. S. epidermidis over titanium alloy viable cells number was in 1 hour: 7,20 x \'10POT.4\'; 6 hours: 3,90 x \'10 POT.6\'; 24 hours: 3,80 x \'10 POT.6\'; 48 hours: 9,70 x \'10 POT.6\' and 72 hours: 1,00 x \'10 POT.7\'. Over stainless steel viable cells number was in 1 hour: 3,00 x \'10 POT.3\'; 6 hours: 2,90 x \'10 POT.6\'; 24 hours: 3,20 x \'10 POT.6\'; 48 hours: 1,41 x \'10 POT.7\' and 72 hours: 1,88 x \'10 POT.7\'. To S. aureus over titanium alloy viable cells number was in 1 hour: 2,00 x \'10 POT.3\'; 6 hours: 1,00 x \'10 POT.4\'; 24 hours: 3,10 x \'10 POT.4\'; 48 hours: 4,30 x \'10 POT.4\' and 72 hours: 5,80 x \'10 POT.3\' and over stainless steel viable cells number was in 1 hour: 6,00 x \'10 POT.3\'; 6 hours: 2,00 x \'10 POT.3\'; 24 hours: 1,50 x \'10 POT.4\'; 48 hours: 3,20 x \'10 POT.5\' and 72 hours: 6,00 x \'10 POT.3\'. Both metal surfaces were characterized as medium wetability, where the contact angle of titanium alloy was mean \'+ OU -\' standard deviation 39,016 \'+ OU -\' 11,267 and stainless steel 58,083 \'+ OU -\' 7,165. Both S. aureus as S. epidermidis adhered to surfaces of biomaterials studied, as observed by SEM. Based on the results we concluded that two microorganisms are able to adhere to metal surfaces. This increases the concern about the pathogenesis of infections related to orthopedic implants, since these microorganisms are present in human skin and provide the risk of infection and inflammatory reactions, furthering implant loss to effective cure.

A infecção bacteriana é a principal complicação que um procedimento de artroplastia de quadril ou joelho pode apresentar. Mesmo após a incorporação de antibiótico (gentamicina) ao cimento ósseo, as taxas de infecções após este procedimento cirúrgico continuam gerando sérios prejuízos para o hospital e para o paciente. As principais bactérias envolvidas nas infecções relacionadas aos implantes ortopédicos são Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aderência e formação de biofilme de S. aureus, S. epidermidis e P. aeruginosa sobre o cimento ósseo polimetilmetacrilato (PMMA) com e sem antibiótico (gentamicina), de procedência nacional e internacional, por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV) e por cultura. Também, estimar quantitativamente as células viáveis recuperadas dos biofilmes formados. Foram produzidos discos de polimetilmetacrilato de 10,0 mm de diâmetro e 3,0 mm de espessura. Foram utilizadas cepas Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. Para este estudo foram utilizados corpos-de-prova de cimento ósseo de procedência nacional (BAUMER, CMM e BIOMECANICA) e internacional (BIOMET com gentamicina, BIOMET sem gentamicina e SIMPLEX). Biofilmes foram produzidos in vitro a partir da inoculação da suspensão bacteriana (\'10 POT.8\' unidades formadoras de colônia/mL) em Tryptic Soy Broth e incubados nos períodos de tempo de 1, 6, 24, 48, e 72 horas. Após os períodos de incubação os corpos-de-prova foram removidos do meio de cultura, lavados, sonicados e do sobrenadante realizadas diluições seriadas (\'10 POT.-1\' a \'10 POT.-5\'). A seguir, os corpos-de-prova foram preparados para observação por MEV. Os resultados de MEV mostraram bacilos e cocos aderidos e agrupados formando biofilme. Para P. aeruginosa: as contagens das células viáveis em média (UFC/mL) foram de 2,8 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,7 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,7 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 \'+ OU -\' 5,5 x \'10 POT.4\' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 2,3 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,5 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 \'+ OU -\' 0,8 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,4 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,1 \'+ OU -\' 0,5 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 \'+ OU -\' 6,0 x \'10 POT.5\' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX), respectivamente. Os dados obtidos mostraram que o cimento ósseo de polimetilmetacrilato com e sem gentamicina não evitaram a aderência da Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis e Staphylococcus aureus e formação de biofilme, como demonstrado pela MEV. Em conclusão, isto é um fator de risco para infecções. / The bacterial infection is the main complication of a procedure for hip or knee arthroplasty can present. Even after the addition of antibiotic (gentamicin) in the bone cement, the rates of infection after the surgical procedure continue causing serious damage to the hospital and the patient. The main bacteria involved in infections related to orthopedic implants are Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. The objective of this study was to evaluate the adhesion and biolfilm formation of the S. aureus, S. epidermidis and P. aeruginosa on the bone cement polymethylmethacrylate (PMMA) with and without antibiotic (gentamicin) from national and international origin, by means scanning electron microscope (SEM) and by culture. Also, quantitatively estimate the viable cells recovered from biofilms formed. Discs of cement were produced from 10.0 mm in diameter and 3.0 mm thick. Strains used were Pseudomonas aeruginosa - ATCC 27853, Staphylococcus epidermidis - ATCC 12228 e Staphylococcus aureus - ATCC 25932. For this study we used coupons cement of national origin (Baumer, CMM and biomechanics) and international (BIOMET with gentamicin, BIOMET without gentamicin and SIMPLEX). Biofilms were produced in vitro from the inoculation of bacterial suspension (108 Colony-Forming Units/mL) in Tryptic Soy Broth and incubated for the time periods of 1, 6, 24, 48 and 72 hours. After the incubation periods of the coupons they were removed from the medium culture, washed, sonicated and serial dilutions of supernatant taken (\'10 POT.-1\' a \'10 POT.-5\'). Next, the coupons were prepared for observation by SEM. The results of SEM showed adherent cocci bacilli, and adhered to each other form a biofilm. For P. aeruginosa: the couting of viable cells on average (CFU/mL) were 2,8 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,7 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,7 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 6,0 \'+ OU -\' 5,5 x \'10 POT.4\' (BIOMET com gentamicina) e 1,9 \'+ OU -\' 0,9 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. epidermidis: 1,3 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 2,3 \'+ OU -\' 1,7 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,5 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 1,5 \'+ OU -\' 0,2 x \'10 POT.6\' (BIOMET com gentamicina) e 1,2 \'+ OU -\' 0,1 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX); para S. aureus: 1,7 \'+ OU -\' 0,8 x \'10 POT.6\' (BAUMER), 1,6 \'+ OU -\' 0,7 x \'10 POT.6\' (BIOMECANICA), 1,4 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (CMM), 1,1 \'+ OU -\' 0,5 x \'10 POT.6\' (BIOMET sem gentamicina), 3,0 \'+ OU -\' 6,0 x \'10 POT.5\' (BIOMET com gentamicina) e 1,3 \'+ OU -\' 0,6 x \'10 POT.6\' (SIMPLEX), respectively. The data showed that of polymethylmethacrylate bone cement with and without gentamicin did not prevent the adhesion of Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus and formation of biofilms, as demonstrated by SEM. In conclusion, this is risk factor for infections.

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No. of bitstreams: 1 Tese - Milena Rodrigues Soares Mota.pdf: 10830184 bytes, checksum: b6f2977c2b749cd675523693c33de0ff (MD5) Previous issue date: 2011-03-25 / Não Informada / This study describes the therapeutic potential of extracts and standardized fractions of Arrabidaea chica leaves. A. chica is a Bignoniaceae popularly known as “crajiru”. The genus Arrabidaea occurs in Tropical America, from the Southern Mexico to the Southern Brazil. The red color of its dried leaves is attributed to two flavonoidal pigments: carajurina (main pigment) and carajurona. Chemical studies described the isolation of saponins and flavonoids from the plant leaves; purified 3- desoxyanthocyanidins were reported as anti-inflammatory. The infusion or decoction of the plant leaves is used in the folk medicine to treat anemia, inflammation and in skin wound-healing. In this work, the antimicrobial activity of the standardized extracts and fractions of A. chica cultivated at Embrapa Amazônia Ocidental, Manaus, were evaluated against fungal and bacterial microorganisms grown either from local domestic dogs and cats, or from human samples supplied by the Microorganism Collection of FIOCRUZ, in Manaus, Brazil. The plant dried leaves were extracted with increasing polarity solvents and progressively purified in preparative thin layer chromatography (TLC) and silica-gel column; the semi-purified extracts were standardized in TLC. The agar diffusion method; bioautography; minimum inhibitory concentrations tested against Staphylococcus epidermidis (CBAM 293), Staphylococcus aureus (CBAM 324), Pseudomonas aeruginosa (CBAM 232), Escherichia coli (CBAM 002), Trichophyton mentagrophytes (CFAM 1288), Microsporum canis (CFAM 1289), Malassezia pachydermatis (CFAM 1290) e Candida albicans (CFAM 1285). The standardized fractions were effective against all these microorganisms, but more intensively against Microsporum canis and Staphylococcus epidermidis. The results might favour the use of the standardized sub-fractions of A. chica as topic phytotherapic agent to treat canine external otitis. So far oleanolic and ursolic acids were identified as the main compounds in the active semi-purified fraction but other compounds of the leaves extract were not discarded. Later studies will consider the veterinarian use of the standardized extract, of the active pure entities and the convenience of the natural active antibiotic mix. / Este estudo analisou o potencial terapêutico de extratos e frações purificadas da planta amazônica Arrabidaea chica visando seu uso tópico como medicamento e eficácia comprovada em doenças cutâneas. A. chica Verl., é uma Bignoniaceae conhecida popularmente como crajiru. O gênero Arrabidaea ocorre na América tropical, do sul do México ao sul do Brasil. A cor avermelhada da folha seca e sua propriedade tintorial são devidas a dois pigmentos flavonoídicos: a carajurina, que é o pigmento principal e a carajurona. Dela foram isolados saponinas e flavonóides; As 3-desoxiantocianidinas, descritas na planta parecem possuir atividade antiinflamatória. A medicina popular utiliza o decocto ou a infusão das folhas para tratar anemia, inflamações e na cicatrização da pele. Neste trabalho, a atividade antimicrobiana de extratos e frações padronizadas da A. chica cultivada na Embrapa Amazônia Ocidental, em Manaus/AM, foi avaliada contra fungos e bactérias de amostras clínicas coletadas de animais domésticos e contra amostras humanas depositadas na coleção de Microrganimos da FIOCRUZ, Manaus/AM. Para isso, as folhas secas da planta foram extraídas com solventes de polaridade crescente, as frações foram progressivamente purificadas em cromatografia de placa ou coluna de sílica-gel, os extratos semi-purificados foram padronizados em cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas. Os testes de difusão em ágar, bioautografia e concentração inibitória mínima foram usados para avaliar a atividade antimicrobiana das subfrações padronizadas frente aos microrganismos Staphylococcus epidermidis (CBAM 293), Staphylococcus aureus (CBAM 324), Pseudomonas aeruginosa (CBAM 232), Escherichia coli (CBAM 002), Trichophyton mentagrophytes (CFAM 1288), Microsporum canis (CFAM 1289), Malassezia pachydermatis (CFAM 1290) e Candida albicans (CFAM 1285). As frações padronizadas foram ativas contra todos esses microrganismos, com melhores resultados contra M. pachydermatis e S. epidermidis. Os resultados foram favoráveis à utilização das subfrações padronizadas na formulação de um produto fitoterápico para uso tópico em otite canina. Nas frações ativas foram identificados os ácidos oleanólico e ursólico. Estudos posteriores deverão avaliar a possibilidade de uso humano das frações purificadas ou dos compostos identificados.

The aim of this diploma thesis was to investigate the effect of surfactants and cosmetic polysaccharides on skin parameters and its microbiome. Three surfactants were tested to determine their effect: Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), Cocamidopropyl Betaine (CAPB), Decylglucoside (DG). Distilled water was also used for comparison. For the next part of the experimental work were selected 6 polysaccharides: high molecular weight Hyaluronic Acid (HMW HA), very low molecular weight Hyaluronic Acid (VLMW HA), Sodium Caproyl Hyaluronate (CaproylHA), Sodium Carboxymethyl -Glucan (NaCMG), Schizophyllan and Glucomannan. For comparison, placebo and untreated control (only CAPB treatment) were also included in the tests. The first part of the work is a literature search on the assigned topic, which contains the following parts: skin anatomy and its biophysical properties, skin microbiome and its functions, description of used surfactants and polysaccharides. The experimental part is mainly focused on bioengineering methods for evaluation of skin parameters and qRT-PCR to determine the relative proportion of main bacterial species of skin microbiome. First, the effect on the CT gene of 16S rDNA was analysed, and Propionibacterium acnes and Staphylococcus epidermidis strains were selected for further analysis. In conclusion are presented an overview of all properties of selected substances and assessment of their application in cosmetics.

Mechanisms responsible for the development of acquired resistance to lysostaphin, a glycylglycine endopeptidase, among isolates of Staphylococcus epidermidis were examined. Following overnight exposure to sub-inhibitory concentrations of lysostaphin, lysostaphin-resistant, oxacillin-susceptible mutants were isolated and characterized. Lysostaphin resistance was associated with mutations within the promoter region of the femAB operon. Four of the six characterized mutants contained an IS256 insertion within the femAB promoter and the remaining two mutants had an 18bp deletion within this region. IS256 insertion and the 18-bp deletions were associated with a reduction in femAB transcription and led to the production of an altered peptidoglycan muropeptide with interpeptide crossbridges consisting of a single glycine. The transcriptional start site of femAB was mapped to a 43-bp region of high homology between staphylococcal species, with five out of the six mutations occurring within this putative consensus region. We identified the femAB promoter region as the primary location of mutations associated with lysostaphin resistance.