Intraoperative application of photodynamic therapy as a method of inactivation of uropathogenic flora (pilot study)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: The predictor of experimental work on animals on the use of antimicrobial photodynamic therapy to neutralize antibiotic-resistant strains of microorganisms was the analysis of the microbial landscape of patients’ urine and swabbings from the working surfaces of objects of the urological hospital.

AIM: The aim of the study is was to study the possibility of intraoperative photodynamic inactivation of uropathogenic microorganisms.

MATERIALS AND METHODS: Analysis of the species specificity of microorganisms was performed based on the results of urine cultures of patients in a urological hospital and external introduction infections over the past 10 years. The experimental part of the work was carried out on 7 animals (pigs). Photodynamic therapy was performed intraoperatively by local injection into the animals’ renal pelvis of the photosensitizer photoditazine in physiological solution with the addition of the nonionic surfactant Triton X-100 to a concentration of 10%. To study the damaging effect on the tissue of the pelvis, a histological study of animal kidneys was performed. To assess the biocidal effect on uropathogenic bacteria introduced into the renal pelvis, we used suspensions of daily test cultures (1 × 108 CFU/ml) of microorganisms most often found in the stones of patients with urolithiasis.

RESULTS: Escherichia coli, Enterobacter cloacae, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecalis и Klebsiella pneumonia were the most frequently present in urine over 10 years. The safety of using photodynamic therapy in the renal pelvis of animals was comprehensively studied. It was found that the accumulation of the photosensitizer by the cells of the lining epithelium of the renal pelvis did not occur; the photosensitizer solution in the renal pelvis was not heated during photodynamic therapy. Histological examination established the absence of significant damage to the epithelium of the renal pelvis of the animals under the influence of various irradiation modes. The analysis of the bactericidal activity of the method used showed that photodynamic therapy leads to the death of 99.9% of E. coli and 99% of S. aureus.

CONCLUSIONS: The experiment established that intraoperative photodynamic therapy is an effective and safe method of inactivating uropathogenic microorganisms, which allows it to be considered as an alternative to antibiotic therapy.

About the authors

Olga S. Streltsova

Privolzhskiy Research Medical University

Author for correspondence.
Email: strelzova_uro@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9097-0267
SPIN-code: 9674-0382

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Artem E. Antonian

Privolzhskiy Research Medical University

Email: 5x5x5@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-6494-7277
Russian Federation, Nizhny Novgorod

Vadim V. Elagin

Privolzhskiy Research Medical University

Email: elagin.vadim@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2676-5661
Scopus Author ID: 16515845600

MD, Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Nadezhda I. Ignatova

Privolzhskiy Research Medical University

Email: n.i.evteeva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4570-9342
Scopus Author ID: 55648183300

MD, Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Katerina E. Yunusovа

Privolzhskiy Research Medical University

Email: katyayunusova@ya.ru
ORCID iD: 0000-0001-9283-0332
SPIN-code: 9211-4897

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Tatiana R. Zhilyaeva-Fomina

N.A. Semashko Nizhny Novgorod Regional Clinical Hospital

Email: zhilyaevatr@yandex.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

Valery F. Lazukin

Privolzhskiy Research Medical University

Email: valery-laz@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0916-0468
SPIN-code: 3400-9905

MD, Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

Valadislav A. Kamensky

Privolzhskiy Research Medical University

Email: vlad340@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6388-2483
Scopus Author ID: 6701639165

MD, Dr. Sci. (Physics and Mathematics)

Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Longitudinal section on the cavity of the pelvis of the control kidney (а) and the kidney after 10 minutes of exposure to photoditazine solution (b). Images are macrophotographs with superimposed fluorescence signal

Download (210KB)
3. Fig. 2. Assessment of the condition of the control kidney’s pelvis tissues (a) and after 10 minutes of exposure to a solution of photoditazin 10 % with Triton X-100, 5 vol.% (b). Stained with hematoxylin and eosin. ×100 magnification

Download (312KB)
4. Fig. 3. Histological preparations: a — power density 150 mW/cm2, pulse mode; b — power density 150 mW/cm2, continuous mode; c — power density 300 mW/cm2, pulse mode; d — power density 300 mW/cm2, continuous mode; staining — hematoxylin and eosin, ×100 magnification

Download (713KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».