酵母補綴関節感染症の予防および局所治療のための生分解性抗真菌剤を装填したゾルゲルコーティング

A Biodegradable Antifungal-Loaded Sol-Gel Coating for the Prevention and Local Treatment of Yeast Prosthetic-Joint Infections.

• David Romera
• Beatriz Toirac
• John-Jairo Aguilera-Correa
• Amaya García-Casas
• Aránzazu Mediero
• Antonia Jiménez-Morales
• Jaime Esteban

抄録

真菌性補綴関節感染症は、関節形成術後の稀な合併症ではあるが、壊滅的な合併症である。これらの感染症は再発性が高く、患者をカンジダミアの発症にさらすことになり、死亡率が高くなる。この状態の患者は免疫不全であることが多く、いくつかの合併症を併発しているため、診断と治療が困難である。これらの感染症で最も頻繁に分離される病原体は、インプラント表面にバイオフィルムを形成することで感染を開始する病原体である。本研究では、オルガノポリシロキサンとオルガノホスファイトの混合物に、異なる濃度のフルコナゾールまたはアニデュラファンギンを添加した新規なハイブリッド有機無機ゾルゲルコーティングを開発した。次に，これらのコーティング剤のバイオフィルム形成防止能と，参考株および臨床株で作製した成熟したバイオフィルムの処理能を評価した．アニデュラファンギンを添加したゾルゲルコーティングは、バイオフィルム形成をより効果的に防止したが、フルコナゾールを添加したゾルゲルは、より効果的にバイオフィルム形成を防止した。無負荷ゾルゲルでの処理はバイオフィルムを減少させるのに十分であり，フルコナゾールまたはアニデュラファンギンを負荷したゾルゲルはこの効果をわずかに増強した．対照的に，無負荷コーティングはバイオフィルム形成を刺激し，フルコナゾールを負荷した場合には，これらのバイオフィルムは最大99％減少した．結論として、これらのコーティングは、真菌性人工関節感染症の予防と治療に臨床的に利用できる可能性のある新しい治療法である。

Fungal prosthetic-joint infections are rare but devastating complications following arthroplasty. These infections are highly recurrent and expose the patient to the development of candidemia, which has high mortality rates. Patients with this condition are often immunocompromised and present several comorbidities, and thus pose a challenge for diagnosis and treatment. The most frequently isolated organisms in these infections are and , pathogens that initiate the infection by developing a biofilm on the implant surface. In this study, a novel hybrid organo-inorganic sol-gel coating was developed from a mixture of organopolysiloxanes and organophosphite, to which different concentrations of fluconazole or anidulafungin were added. Then, the capacity of these coatings to prevent biofilm formation and treat mature biofilms produced by reference and clinical strains of and was evaluated. Anidulafungin-loaded sol-gel coatings were more effective in preventing biofilm formation, while fluconazole-loaded sol-gel prevented biofilm formation more effectively. Treatment with unloaded sol-gel was sufficient to reduce biofilms, and the sol-gels loaded with fluconazole or anidulafungin slightly enhanced this effect. In contrast, unloaded coatings stimulated biofilm formation, and loading with fluconazole reduced these biofilms by up to 99%. In conclusion, these coatings represent a novel therapeutic approach with potential clinical use to prevent and treat fungal prosthetic-joint infections.