BASSO, A. C. Aderência bacteriana: estudo in vitro de superfície de aço inoxidável e liga de titânio-alumínio-vanádio de uso ortopédico. 2009. 102 f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação Interunidades em Bioengenharia – EESC/FMRP/IQSC-USP, São Carlos, 2009

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 (15,0mm de diâmetro x 2,0mm de espessura) e de liga de titânio (12,0mm de diâmetro x 2,0mm de espessura) foram inseridos, asséptica e separadamente, em tubos contendo 15,0 mL de caldo Mueller Hinton e 200,0 μL de suspensão bacteriana da ordem de 108UFC/mL. Cada bactéria foi estudada individualmente. Os tubos foram incubados por 1, 6, 24, 48 e 72 horas sob agitação a 37ºC. 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 10-1 a 10-4 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 104; 6 horas: 3,90 x 106; 24 horas: 3,80 x 106; 48 horas: 9,70 x 106 e 72 horas: 1,00 x 107. Sobre o aço inoxidável, o número de células viáveis foi em 1 hora: 3,00 x 103; 6 horas: 2,90 x 106; 24 horas: 3,20 x 106; 48 horas: 1,41 x 107 e 72 horas: 1,88 x 107. Para S. aureus sobre a liga de titânio, o número de células viáveis foi em 1 hora: 2,00 x 103; 6 horas: 1,00 x 104; 24 horas: 3,10 x 104; 48 horas: 4,30 x 104 e 72 horas: 5,80 x 103. Sobre o aço inoxidável, o número de células viáveis foi em 1 hora: 6,00 x 103; 6 horas: 2,00 x 103; 24 horas: 1,50 x 104; 48 horas: 3,20 x 105 e 72 horas: 6,00 x 103. Ambas as superfícies metálicas foram caracterizadas como de média molhabilidade, onde a liga de titânio teve média ± desvio padrão de 39,016 ± 11,267 e o aço inoxidável 58,083 ± 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. Palavras-chave: Aderência bacteriana. Aço inoxidável. Ti-6Al-4V. Staphylococcus aureus. Staphylococcus epidermidis.

BASSO, A. C. Bacterial adherence: an in vitro study of stainless steel and titanium-aluminium-vanadium alloy surfaces of orthopedic use. 2009. 102 f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação Interunidades em Bioengenharia – EESC/FMRP/IQSC-USP, São Carlos, 2009.

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 (15,0mm diameter x 2,0mm thick) and titanium alloy (12,0mm diameter x 2,0mm thick) discs were inserted, aseptic and individually, into tubes containing 15,0mL Mueller Hinton broth and 200,0 μL of bacterial suspension with 108CFU/mL concentration. Each bacterium was individually studied. The tubes were incubated for 1, 6, 24, 48 and 72 hours under agitation at 37ºC. After incubation periods, the discs were removed from culture broth and submitted to the ultrasound bath in 5,0mL of sterile saline. From this liquid were realized dilutions of 10-1 to 10-4 to quantify the viable cells. Values were expressed in CFU/mL. S. epidermidis over titanium alloy viable cells number was in 1 hour: 7,20x104; 6 hours: 3,90 x 106; 24 hours: 3,80 x 106; 48 hours: 9,70 x 106 and 72 hours: 1,00 x 107. Over stainless steel viable cells number was in 1 hour: 3,00 x 103; 6 hour: 2,90 x 106; 24 hour: 3,20 x 106; 48 hour: 1,41 x 107 and 72 hour: 1,88 x 107. To S. aureus over titanium alloy viable cells number was in 1 hour: 2,00 x 103; 6 hours: 1,00 x 104; 24 hours: 3,10 x 104; 48 hours: 4,30 x 104 and 72 hours: 5,80 x 103 and over stainless steel viable cells number was in 1 hour: 6,00 x 103; 6 hours: 2,00 x 103; 24 hours: 1,50 x 104; 48 hours: 3,20 x 105 and 72 hours: 6,00 x 103. Both metal surfaces were characterized as medium wetability, where the contact angle of titanium alloy was mean ± standard deviation 39,016 ± 11,267 and stainless steel 58,083 ± 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. Keywords: Bacterial adherence. Stainless steel. Ti-6Al-4V. Staphylococcus aureus. Staphylococcus epidermidis.