Record Details

THE INVESTIGATION OF THE EFFECT OF VANCOMYCIN ON THE BONE EXPLANTS GROW THIN ORGANO TYPIC TISSUE CULTURE

Translational Medicine

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title THE INVESTIGATION OF THE EFFECT OF VANCOMYCIN ON THE BONE EXPLANTS GROW THIN ORGANO TYPIC TISSUE CULTURE
ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТОВ ВАНКОМИЦИНА В УСЛОВИЯХ ОРГАНОТИПИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ КОСТНОЙ ТКАНИ
 
Creator S. Bozhkova A.; Vreden Russian research Institute of traumatology and orthopedics
N. Pasatetckaia A.; Federal Almazov North-West Medical Research Centre

Pavlov Institute of Physiology Russian Academy of Sciences
A. Kipenko V.; Federal Almazov North-West Medical Research Centre

Pavlov Institute of Physiology Russian Academy of Sciences
V. Penniyaynen A.; Pavlov Institute of Physiology Russian Academy of Sciences
E. Polyakova M.; Vreden Russian research Institute of traumatology and orthopedics
E. Lopatina V.; Federal Almazov North-West Medical Research Centre

Pavlov Institute of Physiology Russian Academy of Sciences
С. Божкова А.; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р . Р . Вредена» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Н. Пасатецкая А.; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо- Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
«Институт физиологии им. И .П. Павлова» Российской академии наук
А. Кипенко В.; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо- Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
«Институт физиологии им. И .П. Павлова» Российской академии наук
В. Пеннияйненн А.; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
«Институт физиологии им. И .П. Павлова» Российской академии наук
Е. Полякова М.; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии имени Р . Р . Вредена» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Е. Лопатина В.; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо- Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
«Институт физиологии им. И .П. Павлова» Российской академии наук
 
Subject vancomycin; organotypic tissue culture; bone tissue explants
ванкомицин;органотипическая культура ткани;эксплантаты костной ткани
 
Description Background: Leading causative agents of the prosthetic joint infections are the gram-positive pathogens, namely S. aureus and S. epidermidis, one of the most commonly used antibiotics is vancomycin. Vancomycin is often added to osteogenesis materials for eradication of the causative agents of orthopedic infections. T he action mechanism of vancomycin is associated with inhibition of synthesis of the bacterial cell wall, however, the effect on the growth of cells that form bone is poorly studied.Objective: T he investigation of the vancomycin effect on the bone explants growth in organotypic tissue culture.Design and methods: Studies were performed on 1500 bone tissue explants of the 10- to 12- day- old chicken embryos. For the first time, the effect of the drug on the growth and proliferation of bone tissue explants was studied using the method of organotypic tissue culture, confocal laser scanning microscopy and determination of alkaline phosphatase activity by biochemical analysis.Results: It was shown that at high concentrations (10-4 and 10-5 M) vancomycin is almost completely inhibits the growth of bone tissue explants. T rophotropic effect of the drug is found in concentrations of 10-10-10-13 M.Conclusion: T he effect of vancomycin was dose-dependent. It was found the trophotropic properties of the vancomycin in concentrations of 10-10-10-13 M. T he data obtained from the results of analysis of alkaline phosphatase activity suggest that the stimulatory effect of vancomycin at concentrations 10-10-10-13M was based on activation of the growth process and osteoclast proliferation and osteoblast precursor cells.
Актуальность: Неуклонный рост числа ортопедических операций, таких как эндопротезирование суставов, реконструктивные операции на крупных костях и суставах, приводит к увеличению количества инфекционных осложнений. Ведущими возбудителями ортопедической инфекции являются представители грамположительных патогенов, а именно S. aureus и S. epidermidis, одним из наиболее часто применяемых антибиотиков является ванкомицин. А нтибиотик ванкомицин широко применяют в составе остеозамещающих материалов, используемых при ортопедических операциях. Механизм действия ванкомицина связан с ингибированием синтеза клеточной стенки бактерий, однако влияние на рост клеток, формирующих костную ткань, изучено слабо.Цель: исследовать влияние ванкомицина на рост эксплантатов костной ткани в условиях органотипического культивирования.Материалы и методы: И сследование проводили на 1500 эксплантатах ткани кости 10–12- дневных куриных эмбрионов. И спользовали метод органотипической культуры ткани; лазерную сканирующую конфокальную микроскопию, активность щелочной фосфатазы определяли на биохимическом анализаторе.Результаты исследования: С помощью метода органотипической культуры ткани впервые исследовано влияние препарата на рост и пролиферацию эксплантатов ткани кости. В диапазоне концентраций от 10-4 М до 10-13 М ванкомицин направленно регулировал рост эксплантатов костной ткани. Впервые показано, что в высоких концентрациях (10-4 и 10-5 М) ванкомицин практически полностью угнетает рост эксплантатов ткани кости.Заключение: Д ействие ванкомицина было дозозависимым. В концентрациях 10-10-10-13 М ванкомицин обнаружил трофотропные свойства. Д анные, полученные при анализе результатов содержания щелочной фосфатазы в питательной среде экспериментальных чашек Петри, позволяют предположить, что стимулирующее действие ванкомицина в концентрациях 10-10-10-13М реализуется за счет активации процессов роста и пролиферации клеток предшественников остеокластов и остеобластов.
 
Publisher Federal Almazov North-West Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia
 
Contributor —
—
 
Date 2017-01-30
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/233
 
Source Translational Medicine; Том 3, № 5 (2016); 122-128
Трансляционная медицина; Том 3, № 5 (2016); 122-128
2410-5155
2311-4495
 
Language rus
 
Relation http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/233/227
Heard GS. PMMA bead versus parenteral treatment of S. aureus osteomyelitis. J American Medical Association. 1997; 87:153–164.
Langlais F. Can we improve the results of revision arthroplasty for infected total hip replacement? J Bone Joint Surg Br. 2003; 85:637–640.
Bozhkova SA, T ikhilov RM, Krasnova MV et al. O rthopedic implant-associated infection: the main etiological agents, local resistance and antimicrobial therapy recommendations. T ravmatologiya i ortopediya Rossii- =Traumatology and O rthopedics of Russia. 2013; 4:5-15. In Russian [Божкова С.А., Тихилов Р .М., Краснова М.В., и др. Ортопедическая имплантат-ассоциированная инфекция: ведущие возбудители, локальная резистентность и рекомендации по антибактериальной терапии. Травматология и ортопедия России. 2013; 4:5–15].
Rubinstein E, Keynan Y. Vancomycin revisited–60 years later. Frontiers in public health. 2014; 2: 217.
Lopatina EV, Penniyainen VA, Zaika AA. Regulatory role of Na,K-ATPase in the growth of heart tissue explants in organotypic culture. Bull Exp Biol Med. 2005; 140:150-153. In Russian [Лопатина Е.В., Пеннияйнен В.А., Зайка А .А. Исследование участия Na+, K+-АТ - Фазы в регуляции роста эксплантатов ткани сердца в органотипической культуре. Бюллетень эксперим. биологии и медицины. 2005; 140:150–153].
Lopatina EV, Kipenko AV, Penniyaynen VA et al. T he using of the method of reconstruction of optical cross sections for investigation of the trophotropic effects of adrenaline and atenolol. Ross. fiziol. jurnal im. I.M. Sechenova=Russian journal of physiology. 2015; 101:1022- 1031. In Russian [Лопатина Е. В., Кипенко А .В., Пеннияйнен В.А., и др. Использование метода реконструкции оптических срезов для оценки трофотропных эффектов адреналина и атенолола. Росс. физиол. журнал им. И .М. Сеченова. 2015; 101:1022–1031].
Runova NB, Durnovo EA, Kazakov AV. Criteries of the regeneration intensity in bone jaw’s tissue during treatment of inflammatory destructive processes. Stomatologiya=Stomatology. 2010; 2:32. In Russian [Рунова Н.Б., Дурново Е.А., Казаков А .В. Критерии интенсивности процессов регенерации костной ткани челюстей при лечении воспалительно-деструктивных процессов. Стоматология. 2010; 2:32].
Edin M, Miclau T P, Lester GE et al. Effect of cefazolin and vancomycin on osteoblasts in vitro. Clin. Orthop. 1996; 333:245–251.
Rathbone CR, Cross JD, Brown KV et al. Effect of various concentrations of antibiotics on osteogenic cell viability and activity. J. O rthop. Res. 2011; 29: 1070–1074.
Konev VA, Bozhkova SA, Netylko GI et al. Results of the fosfomycin application for the impregnation of bone replacement materials in the treatment of chronic osteomyelitis. Travmatologiya i ortopediya Rossii=Traumatology and Orthopedics of Russia. 2016; 22:43- 56. In Russian [Конев В.А., Божкова С.А., Нетылько Г .И., и др. Результаты применения фосфомицина для импрегнации остеозамещающих материалов при лечении хронического остеомиелита. Травматология и ортопедия России. 2016; 22:43–56].
Uskoković V. Nanostructured platforms for the sustained and local delivery of antibiotics in the treatment of osteomyelitis. Crit. Rev. T her. Drug Carrier Syst. 2015; 32:1– 59.
Neut DA, Kluin O S, Crielaard BJ et al. Biodegradable antibiotic delivery system based on poly– (trimethylene carbonate) for the treatment of osteomyelitis. Acta O rthop. 2009; 5:514–519.
Tunney MM, Dunne N, Einarsson G et al. Biofilm formation by bacteria isolated from retrieved failed prosthetic hip implants in an in vitro model of hip arthroplasty antibiotic prophylaxis. J. O rthop Res. 2007; 25:2–10.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).