Отправить статью по E-mail Современные технологии ранней диагностики раневой инфекции
- Авторы: Свистунов С.А.1, Кузин А.А.1, Жарков Д.А.1, Ланцов Е.В.1, Морозов С.А.1, Свистунова И.А.2, Шкарупа В.В.1
-
Учреждения:
- Военно-медицинская академия
- Санкт-Петербургский аграрный университет
- Выпуск: Том 43, № 1 (2024)
- Страницы: 59-68
- Раздел: Научные обзоры
- URL: https://journal-vniispk.ru/RMMArep/article/view/257002
- DOI: https://doi.org/10.17816/rmmar622879
- ID: 257002
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В статье представлен анализ данных современной литературы, посвященной изучению вопросов ранней диагностики раневой инфекции. Достоверно известно, что заживление представляет собой очень сложный и динамичный механизм реэпителизации раны. Нормальная микрофлора кожи при этом играет важную роль в поддержании гомеостаза и формировании кожного покрова. Существует около 1000 видов микроорганизмов, относящихся к нормальной флоре кожи человека и не причиняющих никакого вреда здоровым людям. Вместе с тем есть микроорганизмы, приводящие при попадании в рану к развитию инфекционных осложнений в результате нарушения целостности кожного покрова. Они включают в себя как грамположительные (Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis), так и грамотрицательные бактерии (Escherichia coli, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, Enterobacter spp., Morganella spp. и др.). Раннее выявление этих микроорганизмов будет способствовать своевременному и качественному лечению раневой инфекции. В настоящее время существуют определенные условия, ограничивающие применение микробиологических методов исследования, используемых для установления клинического диагноза раневой инфекции (длительное время проведения, трудоемкость, необходимый уровень квалификации специалистов и др.). Это диктует необходимость разработки новых, быстрых и простых в использовании методов диагностики раневой инфекции. С этой целью группой исследователей из России (Сколковский институт науки и технологий) и США (Техасский университет в Остине) недавно были разработаны носимые датчики для диагностики раневой инфекции. Эти датчики могут быть встроены в раневые повязки и способны обнаруживать определенные биомаркеры, указывающие на наличие раневой инфекции. Среди этих биомаркеров наиболее часто используются pH и мочевая кислота, но существует и множество других (молочная кислота, оксигенация, медиаторы воспаления, метаболиты бактерий или сами бактерии). В настоящее время развитие микроэлектроники, появление биохимических датчиков, активной микрофлюидики и безболезненных микроигл привели к созданию следующих поколений носимых биосенсоров, которые дают совершенно новые возможности в борьбе с раневой инфекцией.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Сергей Александрович Свистунов
Военно-медицинская академия
Email: izvestiavmeda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8138-5103
канд. мед. наук
Россия, Санкт-ПетербургАлександр Александрович Кузин
Военно-медицинская академия
Email: izvestiavmeda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9154-7017
докт. мед. наук, доцент
Россия, Санкт-ПетербургДенис Александрович Жарков
Военно-медицинская академия
Email: izvestiavmeda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5690-2861
канд. мед. наук
Россия, Санкт-ПетербургЕвгений Владимирович Ланцов
Военно-медицинская академия
Email: izvestiavmeda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7462-173X
канд. мед. наук
Россия, Санкт-ПетербургСергей Александрович Морозов
Военно-медицинская академия
Email: izvestiavmeda@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8069-6148
адъюнкт
Россия, Санкт-ПетербургИрина Александровна Свистунова
Санкт-Петербургский аграрный университет
Email: mackary@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1670-2720
Россия, Санкт-Петербург
Виталий Владимирович Шкарупа
Военно-медицинская академия
Автор, ответственный за переписку.
Email: izvestiavmeda@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-6162-1834
Россия, Санкт-Петербург
Список литературы
- Cassini A., Högberg L.D., Plachouras D., et al. Attributable deaths and disability-adjusted life-years caused by infections with antibiotic-resistant bacteria in the EU and the European economic area in 2015: a population-level modelling analysis // Lancet Infect. Dis. 2019. Vol. 19, N. 1. P. 56–66. doi: 10.1016/S1473-3099(18)30605-4
- Magnano San Lio R., Favara G., Maugeri A., et al. How antimicrobial resistance is linked to climate change: an overview of two intertwined global challenges // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2023. Vol. 20, N. 3. P. 1681. doi: 10.3390/ijerph20031681
- Свистунов С.А., Кузин А.А., Суборова Т.Н., и др. Особенности и направления профилактики инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи на этапе оказания специализированной медицинской помощи // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2019. Т. 21, № 3. С. 174–177.
- Микробиота кожи в норме и при патологии / Под ред. Н.И. Потатуркиной-Нестеровой. Ульяновск: УлГТУ, 2014. 113 с.
- Бизина Е.В., Фарафонова О.В., Тарасова Н.В., Ермолаева Т.Н. Синтез и применение магнитных молекулярно импринтированных тетрациклином полимерных наночастиц в пьезоэлектрическом сенсоре // Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21, № 2. С. 177–186. doi: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3352
- Гулий О.И., Зайцев Б.Д., Алсовэйди А.К.М., и др. Биосенсорные системы для определения антибиотиков // Биофизика. 2021. Т. 66, № 4. С. 657–667. doi: 10.31857/S0006302921040050
- Огарков П.И., Кузин А.А., Свистунов С.А., и др. Перспективные технологии в системе обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия войск // Военно-медицинский журнал. 2016. Т. 337, № 3. С. 92–94. EDN: WQUTHP
- Тришкин Д.В., Фисун А.Я., Крюков Е.В., Вертий Б.Д. Военная медицина и современные войны: опыт истории и прогнозы, что ждать и к чему готовиться. В кн.: Состояние и перспективы развития современной науки по направлению «Биотехнические системы и технологии»: Сборник статей III Всероссийской научно-технической конференции, Анапа. 2021 г. 27–28 мая. Анапа: Военный инновационный технополис «ЭРА», 2021. С. 8–16. EDN UHYZMB
- Ahmed A., Rushworth J.V., Hirst N.A., Millner P.A. Biosensors for whole-cell bacterial detection // Clin. Microbiol. Rev. 2014. Vоl. 27, N. 3. P. 631–646. doi: 10.1128/CMR.00120-13
- Barchitta M., Quattrocchi A., Maugeri A., et al. The “Obiettivo Antibiotico” campaign on prudent use of antibiotics in Sicily, Italy: the pilot phase // Int. J. Environ. Res. Public. Health. 2020. Vоl. 17, N. 9. P. 3077. doi: 10.3390/ijerph17093077
- Caygill R.L., Blair G.E., Millner P.A. A review on viral biosensors to detect human pathogens // Anal. Chim. Acta. 2010. Vol. 681, N. 1–2. P. 8–15. doi: 10.1016/j.aca.2010.09.038
- Chinnappan R., Eissa S., Alotaibi A., et al. In vitro selection of DNA aptamers and their integration in a competitive voltammetric biosensor for azlocillin determination in waste water // Anal. Chim. Acta. 2020. Vol. 1101. P. 149–156. doi: 10.1016/j.aca.2019.12.023
- Cоleman W.B., Tsоgalis G.J., eds. Diagnostic Molecular Pathology. A Guide to Applied Molecular Testing. Academic Press Elsevier Inc., 2016. P. 541–561
- Duyen T.T., Matsuura H., Ujiie K., et al. Paper-based colorimetric biosensor for antibiotics inhibiting bacterial protein synthesis // J. Biosci. Bioeng. 2017. Vol. 123, N. 1. P. 96–100. doi: 10.1016/j.jbiosc.2016.07.015
- Gandra S., Alvarez-Uria G., Turner P., et al. Antimicrobial resistance surveillance in low-and middle-income countries: Progress and challenges in eight south Asian and southeast Asian countries // Clin. Microbiol. Rev. 2020. Vol. 33, N. 3. P. e00048–19. doi: 10.1128/CMR.00048-19
- Hendriksen R.S., Bortolaia V., Tate H., et al. Using genomics to track global antimicrobial resistance // Front. Public. Health. 2019. Vol. 7. P. 242. doi: 10.3389/fpubh.2019.00242
- Justino C.I.L., Duarte A.C., Rocha-Santos T.A.P. Recent progress in biosensors for environmental monitoring: a review // Sensors (Basel). 2017. Vol. 17, N. 12. P. 2918. doi: 10.3390/s17122918
- Karbelkar A.A., Furst A.L. Electrochemical diagnostics for bacterial infectious diseases // ACS Infect. Dis. 2020. Vol. 6, N. 7. P. 1567–1571. doi: 10.1021/acsinfecdis.0c00342
- Lai L.M., Goon I.Y., Chuah K., et al. The biochemiresistor: an ultrasensitive biosensor for small organic molecules // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2012. Vol. 51, N. 26. P. 6456–6459. doi: 10.1002/anie.201202350
- Lau S., Fei J., Liu H., et al. Multilayered pyramidal dissolving microneedle patches with flexible pedestals for inproving effective drug delivery // J. Control. Release. 2017. Vol. 265. P. 113–119. doi: 10.1016/j.jconrel.2016.08.031
- Laxminarayan R., Van Boeckel T., Frost I., et al. The lancet infectious diseases commission on antimicrobial resistance: 6 years later // Lancet Infect Dis. 2020. Vol. 20, N. 4. P. e51–60. doi: 10.1016/S1473-3099(20)30003-7
- Liu Y., Hua X., Zhang M., et al. Recovery of steviol glycosides from industrial stevia by-product via crystallization and reversed-phase chromatography // Food Chem. 2021. Vol. 344. P. 128716. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.128726
- Majdinasab M., Mitsubayashi K., Marty J.L. Optical and electrochemical sensors and biosensors for the detection of quinolones // Trends Biotechnol. 2019. Vol. 37, N. 8. P. 898–915. doi: 10.1016/j.tibtech.2019.01.004
- Munk P., Knudsen B.E., Lukjancenko O., et al. Author correction: abundance and diversity of the faecal resistome in slaughter pigs and broilers in nine European countries // Nat. Microbiol. 2018. Vol. 3, N. 10. P. 1186. doi: 10.1038/s41564-018-0241-4
- Nag P., Sadani K., Mohapatra S., Mukherji S. Evanescent wave optical fiber sensors using enzymatic hydrolysis on nanostructured polyaniline for detection of β-lactam antibiotics in food and environment // Anal. Chem. 2021. Vol. 93, N. 4. P. 2299–2308. doi: 10.1021/acs.analchem.0c04169
- Guliy O.I., Bunin V.D. Electro-optical Analysis as Sensing System for Detection and Diagnostics of Bacterial Cells. In: Chandra P., Pandey L.M., eds. Biointerface Engineering: Prospects in Medical Diagnostics and Drug Delivery. Singapore: Springer, 2020. P. 233–254. doi: 10.1007/978-981-15-4790-4_11
- Guliy O.I., Zaitsev B.D., Borodina I.A. New approach for determination of antimicrobial susceptibility to antibiotics by an acoustic sensor // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2020. Vol. 104, N. 3. P. 1283–1290. doi: 10.1007/s00253-019-10295-2
- Rizzo L., Manaia C., Merlin C., et al. Urban wastewater treatment plants as hotspots for antibiotic resistant bacteria and genes spread into the environment: a review // Sci. Total Environ. 2013. Vol. 447. P. 345–360. doi: 10.1016/j.scitotenv.2013.01.032
- Simoska O., Stevenson K.J. Electrochemical sensors for rapid diagnosis of pathogens in real time // Analyst. 2019. Vol. 144, N. 22. P. 6461–6478. doi: 10.1039/C9AN01747J
- Yang Y., Liu G., Ye C., Liu W. Bacterial community and climate change implication affected the diversity and abundance of antibiotic resistance genes in wetlands on the Qinghai-Tibetan plateau // J. Hazard. Mater. 2019. Vol. 361. P. 283–293. doi: 10.1016/j.jhazmat.2018.09.002
- Yoo S.M., Lee S.Y. Optical biosensors for the detection of pathogenic microorganisms // Trends Biotechnol. 2016. Vol. 34, N. 1. P. 7–25. doi: 10.1016/j.tibtech.2015.09.012
- Gowers S.A.N,. Freeman D.M.E., Rawson T.M., et al. Development of a Minimary Invasive Microneedle-Based Sensor for Continuouns Monitoring of ß-Lactam Antibiotic Concentration in Vivo // ACS Sens. 2019. Vol. 4, N. 4. P. 1072–1080. doi: 10.1021/acsensors.9b00288
- Berchmans S., Bandodkar A., Jia W., et al. An epidermal alkaline re Chargeable Ag-Zn printable tattoo battery for Wearable electronics // Journal of Materials Chemistry A. 2014. Vol. 2. P. 15788–15795. doi: 10.1039/C4TA03256J
- Сотников Д.В., Жердев А.В., Дзантиев Б.Б. Детекция межмолекулярных взаимодействий, основанная на регистрации поверхностного плазмонного резонанса // Успехи биологической химии. 2015. Т. 55. С. 391–420.
Дополнительные файлы
