Journal of Experimental and Clinical SurgeryJournal of Experimental and Clinical SurgeryВестник экспериментальной и клинической хирургии2070-478X2409-143XVoronezh State Medical University named after N.N. Burdenko154610.18499/2070-478X-2022-15-1-92-96Review of literatureОбзор литературыReview ArticleMicrobial Biofilm in the Development of Wound ProcessРоль биопленки микроорганизмов в развитии раневого процессаhttps://orcid.org/0000-0003-2197-8756SukovatykhBoris SemenovichСуковатыхБорис Семенович
Russian Federation

M.D., Professor, the head of the department of General Surgery

д.м.н., профессор, заведующий кафедрой общей хирургии

SukovatykhBS@kursksmu.nethttps://orcid.org/0000-0002-5039-5384GrigoryanArsen YurievichГригорьянАрсен Юрьевич
Russian Federation

Ph.D, Ass. Professor of Department of Operative Surgery and Topographic Anatomy named after prof. A.D. Myasnikov

к.м.н., доцент кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии имени проф. А.Д. Мясникова

grigorjanau@kursksmu.nethttps://orcid.org/0000-0003-3776-94491250-5549BeginAleksandr IvanovichБежинАлександр Иванович
Russian Federation

M.D., Professor, head of the department of operative surgery and topographic anatomy named after A. D. Myasnikov, Kursk state medical university

д. м. н., профессор, заведующий кафедрой оперативной хирургии и топографической анатомии им. А. Д. Мясникова

abezin@yandex.ruKursk state medical UniversityКурский государственный медицинский университетKursk State Medical UniversityКурский государственный медицинский университетFederal state budget educational institution of higher health care of the Kursk state medical university of the ministry of health of Russia, Kursk, RussiaФедерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации23032022151929624112021Copyright ©; 2022, Sukovatykh B.S., Grigoryan A.Y., Begin A.I.Copyright ©; 2022, Суковатых Б.С., Григорьян А.Ю., Бежин А.И.2022Sukovatykh B.S., Grigoryan A.Y., Begin A.I.Суковатых Б.С., Григорьян А.Ю., Бежин А.И.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://vestnik-surgery.com/journal/article/view/1546

The article reviews data from Russian and international literature highlighted the effect of microbial biofilms on the course of the wound process. The composition of biofilms of various microorganisms and their relations within the polysaccharide matrix are given in detail. The role of biofilms in the development of microorganism resistance to antibacterial therapy and prolongation of the inflammatory process is emphasized. It is evidenced that they cause transition of the acute phase of the wound process into the chronic one.

В статье представлены сведения отечественной и мировой литературы, посвященные влиянию биопленки микроорганизмов на течение раневого процесса. Подробно описан состав биопленок различных микроорганизмов и их взаимоотношения внутри полисахаридного матрикса. Подчеркнута роль биопленок в развитии устойчивости микроорганизмов к антибактериальной терапии и пролонгации воспалительного процесса. Приведены доказательства, что под их влиянием происходит переход острой фазы раневого процесса в хроническую.

woundmicroorganismsbiofilmtransition of acute phase to chronic.ранамикроорганизмыбиопленкапереход острой фазы в хроническую.1. Burnham JP, Kollef MH. Treatment of severe skin and soft tissue infections: a review. Curr Opin Infect Dis. 2018; 31 (2): 113-119. doi: 10.1097/QCO.00000000000004312. Golan Y. Current Treatment Options for Acute Skin and Skin-structure Infections. Clin Infect Dis. 2019; 68 (3): 206-212. doi: 10.1093/cid/ciz0043. Gidirim GP, Prisekaru IV, Bagyan GV, Chapter NA. Clinical results of treatment of purulent wounds of skin and soft tissues with antiseptic "Isofural" (solution). Meditsinskii al'manakh. 2018; 4 (55): 114-116. doi: 10.21145/2499-9954-2018-4-114-116. (in Russ.)3. Гидирим Г.П., Присэкару И.В., Богян Г.В., Главан Н.А. Клинические результаты лечения гнойных ран кожи и мягких тканей антисептиком "Изофурал" (раствор). Медицинский альманах. 2018; 4 (55): 114-116. doi: 10.21145/2499-9954-2018-4-114-1164. 4.Balin V.N., Karshiev H.K., Muzikin M.I., Iordanishvili A.K. Endogenous intoxication with various methods of treatment of common phlegmon (preclinical study). Kurskii nauchno-prakticheskii vestnik "Chelovek i ego zdorov'e". 2017; 1: 77-80. doi: 10.21626/vestnik/2017-1/14. (in Russ.)4. Балин В.Н., Каршиев Х.К., Музыкин М.И., Иорданишвили А.К. Эндогенная интоксикация при различных способах лечения распространенных флегмон (доклиническое исследование). Курский научно-практический вестник "Человек и его здоровье". 2017; 1: 77-80. doi: 10.21626/vestnik/2017-1/145. Katorkin SE, Bystrov SA, Lisin OE, Rozanova AA, Bezborodov AI. Evaluation of the effectiveness of the use of modern dressings in the complex treatment of purulent wounds. Ambulatornaya khirurgiya. 2019; 1-2: 146-152. doi.org/10.21518/1995-1477-2019-1-2-146-152. (in Russ.)5. Каторкин С.Е., Быстров С.А., Лисин О.Е., Розанова А.А., Безбородов А.И. Оценка эффективности применения современных перевязочных материалов в комплексном лечении гнойных ран. Амбулаторная хирургия. 2019; 1-2: 146-152. doi.org/10.21518/1995-1477-2019-1-2-146-152.6. Shukla SK, Sharma AK, Gupta V, Yashavarddhan MH. Pharmacological control of inflammation in wound healing. J. Tissue Viability. 2019;28:218–222. doi:10.1016/j.jtv.2019.09.007. Alhede M, Alhede M. The biofilm challenge. EWMA Journal. 2014; 14(1): 1-5.8. Percival SL, McCarty SM, Lipsky B. Biofilms and wounds: an overview of the evidence. Adv. Wound Care (New Rochelle). 2015; 4(7): 373-381.9. Sukhina MA, Kalashnikova IA, Kashnikov VN, Veselov AV, Mikhalevskaya VI, Piyadina AYu. The effect of antibacterial substances on the growth of biofilm of clinical insulators. Koloproktologiya. 2018; 64(2): 78-84. (in Russ.)9. Сухина М.А., Калашникова И.А., Кашников В.Н., Веселов А.В., Михалевская В.И., Пиядина А.Ю. Влияние антибактериальных веществ на рост биопленки клинических изоляторов. Колопроктология. 2018; 64(2): 78-84.10. Afinogenova AG, Darovskaya EN. Microbial biofilms of the Russian Academy of Sciences: the state of the question. Travmatologiya i ortopediya Rossii. 2011;61(3):119–125. (in Russ.)10. Афиногенова А.Г., Даровская Е.Н. Микробные биопленки ран: состояние вопроса. Травматология и ортопедия России.2011;61(3):119–125.11. Shlepotina NM, Timakova VA. The use of suture material and the development of infections in the field of surgical intervention: the view of N.I. Pirogov and the current state of the problem. Vestnik Soveta molodykh uchenykh i spetsialistov Chelyabinskoi oblasti. 2016; 3(4):159-161. (in Russ.)11. Шлепотина Н.М., Тимакова В.А. Применение шовного материала и развитие инфекций области хирургического вмешательства: взгляд Н.И. Пирогова и современное состояние проблемы. Вестник Совета молодых учёных и специалистов Челябинской области. 2016; 3(4):159-161.12. Bublik EV, Korshunova YuV, Krupinova YuA, Morozova OA. Pathogenetic aspects of local treatment of diabetic foot syndrome. The new alginate bandage FIBROCLEAN AG: what are the advantages? Wounds and wound infections. Zhurnal imeni prof. B.M. Kostyuchenka. 2015;. 2.(1): 20-25. (in Russ.)12. Бублик Е.В., Коршунова Ю.В., Крупинова Ю.А., Морозова О.А. Патогенетические аспекты местного лечения синдрома диабетической стопы. Новая альгинатная повязка FIBROCLEAN AG: какие преимущества? Раны и раневые инфекции. Журнал имени проф. Б.М. Костючёнка. 2015;. 2.(1): 20-25.13. Chekmareva IA, Mitish VA, Paklina OV, Blatun LA, Paskhalova YS, Ushakov AA, Terekhova RP, Gordienko EN, Sokov SL, Munoz Cepeda PA, Kachanzhi AP. Morphological evaluation of the effectiveness of the VERSAJET ® hydrosurgical system in combination with combined antibacterial therapy in the treatment of purulent-necrotic complications of diabetic foot syndrome with biofilm forms of bacteria. Wounds and wound infections. Zhurnal imeni prof. B.M. Kostyuchenka. 2015; 2( 3): 8-21. (in Russ.)13. Чекмарева И.А., Митиш В.А., Паклина О.В., Блатун Л.А., Пасхалова Ю.С., Ушаков А.А., Терехова Р.П., Гордиенко Е.Н., Соков С.Л., Муньос Сепеда П.А., Качанжи А.П. Морфологическая оценка эффективности применения гидрохирургической системы VERSAJET® в сочетании с комбинированной антибактериальной терапией при лечении гнойно-некротических осложнений синдрома диабетической стопы с биопленочными формами бактерий. Раны и раневые инфекции. Журнал имени проф. Б.М. Костючёнка. 2015; 2( 3): 8-21.14. Percival SL. Biofilms in Infection Prevention and Control. A Health-care Handbook. Academic Press. 2014;127-139. doi.org/10.1016/b978-0-12-397043-5.00008-615. Cooper RА, Bjarnsholt T, Alhede M. Biofilms in wounds: a review of present knowledge. Journal of Wound Care. 2014; 23(11):570-582. doi.org/10.12968/jowc.2014.23.11.57.16. T.Tolker-Nielsen Development and dynamics of Pseudomonas sp. biofilms. Journal of bacteriology. 2000; 182( 22):6482-6489.17. Percival SL, Hill KE, Williams DW. A review of the scientific evidence for biofilms in wounds. Wound Repair Regen. 2012; 20: 647-657.18. Yarets YuI. Chronic wound infection: modern concepts and diagnostic approaches. Zdravookhranenie (Minsk). 2016; 7: 39-42. (in Russ.)18. Ярец Ю.И. Хроническая раневая инфекция: современные представления и диагностические подходы. Здравоохранение (Минск). 2016; 7: 39-42.19. Weigel LM. High-level vancomycinresistant Staphylococcus aureus isolates associated with a polymicrobial biofilm. Antimicrobial agents and chemotherapy. 2007; 51(1): 231-238.20. Barsoumian AE, Mende K, Sanchez JC, Beckius ML, Wenke JC, Curray CK, Akers KS. Clinical infectious outcomes associated with biofilm-related bacterial infections: a retrospective chart review. BMC Infectious Diseases. 2015; 15:223 -228.doi.10.1186/s12879-015-0972-221. Mulla S,Kumar A, Rajdev S.Comparison of MIC with MBEC assay for in vitro antimicrobial susceptibility testing in biofilm forming clinical bacterial isolates. Advances in Microbiology. 2016; 6( 02):73-75.22. Pastar I, Nusbaum AG, Gil J. Interactions of methicillin resistant Staphylococcus aureus USA300 and Pseudomonas aeruginosa in polymicrobial wound infection. PLoS One. 2013; 8(2): e568423. Fazli M, Bjarnsholt T, Kirketerp-Moller K. Quantitative analysis of the cellular inammatory response against biolm bacteria in chronic wounds. Wound Repair Regen. 2011; 19(3): 387-391.24. Carvalhais V. An immunoproteomic approach for characterization of dormancy within Staphylococcus epidermidis biofilms. Mol. Immunol. 2015 ; 65 (2):429–435.25. Wolcott R, Dowd S. The role of biofilms: are we hitting the right target? Current concepts in wound Healing: Update. Plastic and reconstructive surgery. 2011; 127 ( 1): 28—37.26. Okulich VK. Microbiological and immunological aspects of infections caused by opportunistic bacteria forming biofilm. Vestnik Vitebskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta. 2016; 15( 5.): 5-8. (in Russ.)26. Окулич В.К. Микробиологические и иммунологические аспекты инфекций, вызванных условно-патогенными бактериями, образующими биопленку. Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2016; 15( 5.): 5-8.27. Ciofu O. Pseudomonas aeruginosa chromosomal beta-lactamase in patients with cystic fibrosis and chronic lung infection. Mechanism of antibiotic resistance and target of the humoral immune response APMIS. Supplementum. 2003; 116: 1-47.28. Mengi S, Vohra P, Sawhney N, Singh VA. Biofilms: a diagnostic challenge in persistent infections. Int. J. Res. Med. Health Sci. 2013; 2(3): 1-9.29. Flemming HC, Wingender J. The biofilm matrix. Nature Reviews Microbiology. 2010;8(9):623-625.30. Kaplan A, Lee MW, Wolf AJ, Limon JJ, Becker CA, Ding M, Murali R., Lee EY, Liu GY, Wong GCL, Underhill DM. Direct Antimicrobial Activity of IFN-β. J Immunol. 2017;198: 4036-4045. doi: 10.4049/jimmunol.160122631. Nair N, Biswas R, Gotz F, Biswas L. Impact of Staphylococcus aureus on Pathogenesis in Polymicrobial Infections. Infection and Immunity. 2014;82(6):2162-2169. doi.org/10.1128/iai.00059-1432. Dobrynina MA, Zurochka AV, Tyapaeva YaV, Belozertseva YuP, Gritsenko VA. Evaluation of the effect of the synthetic peptide of the active center of granulocyte-macrophage colony stimulating factor - ZP2 on the growth and biofilm formation of clinical isolates of enterobacteria in vitro. Byulleten' Orenburgskogo nauchnogo tsentra Ural'skogo otdeleniya Rossiiskoi akademii nauk. 2018; 4:17-22. doi. 10.24411/2304-9081 (in Russ.)32. Добрынина М.А., Зурочка А.В., Тяпаева Я.В., Белозерцева Ю.П., Гриценко В.А. Оценка влияния синтетического пептида активного центра гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора – ZP2 на рост и биопленкообразование клинических изолятов энтеробактерий in vitro. Бюллетень Оренбургского научного центра Уральского отделения Российской академии наук. 2018.; 4:17-22. doi. 10.24411/2304-9081-33. Kostakioti M, Hadjifrangiskou M, Hultgren SJ. Bacterial biofilms: development, dispersal, and therapeutic strategies in the dawn of the postantibiotic era. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2013; 3 :a010306. doi.org/10.1101/cshperspect.a010306.34. Schultz G. S Wound bed preparation: a systemic approach to wound management. Wound Repair and Regeneration. 2013; 11( 1.) – Р. 1-28.