Biofilm, czyli złożone skupisko drobnoustrojów otoczonych ochronną macierzą zewnątrzkomórkową, stanowi jedno z największych wyzwań w leczeniu ran. Struktura, którą wytwarzają bekterie, wykazuje odporność na działania zwalczające, w tym antybiotyki. Obecność biofilmu w ranie znacznie opóźnia gojenie, dlatego tak ważne jest jego jak najszybsze wykrycie i wdrożenie odpowiednich środków terapeutycznych. Wokół biofilmu narosło jednak wiele nieporozumień dotyczących jego powstawania, diagnostyki i skutecznych metod leczenia. W niniejszym artykule zweryfikujemy najczęściej powtarzane mity, a także zweryfikujemy fakty na podstawie literatury naukowej.
Biofilm to złożone skupisko jednego lub wielu gatunków drobnoustrojów pokryte zewnątrzkomórkową polimerową substancją (macierzą EPS). Biofilm powstaje w wyniku wielowarstwowego lub jednowarstwowego wzrostu drobnoustrojów, które układają się w uporządkowane i skomplikowane struktury. Bakterie wytwarzają macierz ochronną, którą przytwierdzają do żywej lub martwej powierzchni. Macierz ta stanowi fizyczną barierę, która skutecznie chroni mikroorganizmy przed działaniem antybiotyków, antyseptyków, a także układu immunologicznego gospodarza.
Mit 1: Biofilm można zdiagnozować na podstawie oględzin
W praktyce klinicznej nie można wiarygodnie zidentyfikować biofilmu wyłącznie na podstawie oględzin rany. Chociaż wiadomo, iż biofilm powoduje nawracającą martwicę, nadmierny wysięk i opóźnione ziarninowanie, a także może cechować go lśniąca powierzchnia rany, objawy te nie muszą być związane z biofilmem. Na podstawie wyglądu można jedynie podejrzewać wystąpienie biofilmu w ranie, natomiast nie należy na opierać na nim diagnozy.
Na zakażenie bakteriami biofilmowymi wskazują:
- brak efektów leczenia,
- ujemne posiewy mimo ewidentnych oznak infekcji,
- grudkowa, twarda i lśniąca powierzchnia rany,
- nawroty infekcji,
- brak cech gojenia tkanek,
- infekcja trwająca powyżej 7 dni.
Mit 2: Obecność biofilmu można potwierdzić rutynowym posiewem
Ujemny wynik hodowli na podstawie wymazu z rany nie powinien być utożsamiany z brakiem biofilmu w ranie. Standardowe metody mikrobiologiczne mogą pokazywać wynik odbiegający od stanu rzeczywistego. Skutecznymi metodami diagnostyki biofilmu mogą być:
- techniki immunohistochemiczne (w płynach),
- techniki immunofluorescencyjne (w tkankach),
- zaawansowane techniki obrazowania (PET/CT) i następcze wykonanie biopsji.
Dla potwierdzenia biofilmu można również wykonać posiew krwi, chociaż badanie nie zawsze pozwala na zidentyfikowanie patogenu, szczególnie o ile prowadzone było niezasadne leczenie antybiotykami.
Mit 3: Jednorazowe oczyszczanie lub ostre usunięcie likwiduje biofilm
Mechaniczne lub chirurgiczne oczyszczanie rany to najważniejsze elementy postępowania z biofilmem, jednak należy pamiętać, iż jednorazowa procedura rzadko prowadzi do wyleczenia. Biofilm cechuje wysokie ryzyko nawrotu, a społeczności biofilmu wykazują dużą tolerancję na mechanizmy obronne gospodarza, środki miejscowe i usunięcie fizyczne, gwałtownie odtwarzając swoje struktury w ranie. Badania pokazują, iż biofilm tworzy się w ciągu kilku godzin, co wymaga wielokrotnych sesji oczyszczania i utrzymania rany w ciągłej czystości.
Jednorazowe metody mogą jedynie na chwilę poprawić stan rany. Należy pamiętać, iż choćby pojedyncza komórka bakteryjna pozostawiona w tkankach może spowodować odnowienie biofilmu.
Mit 4: Biofilm można łatwo usunąć antybiotykiem
Antybiotyki systemowe słabo penetrują biofilm i nie są w stanie zwalczać fenotypów przystosowanych do biofilmu. Bakterie pokryte macierzą zewnątrzkomórkową wykazują wysoką tolerancję na antybiotyki i mogą przetrwać po ekspozycji na wiele środków przeciwdrobnoustrojowych.
Biofilm wymaga wielokierunkowego podejścia, opartego na mechanicznym oczyszczaniu, stosowaniu odpowiednio dobranych środków przeciwdrobnoustrojowych i zachowania czystości rany w połączeniu z antybiotykoterapią.
Mit 5: Biofilm dotyczy wyłącznie ran przewlekłych
Biofilm jest wykrywany w większości ran przewlekłych, natomiast struktury biofilmu mogą również tworzyć się w ranach ostrych. Badania pokazują, iż struktury biofilmowe rozwijają się także w ranach pooperacyjnych, oparzeniach, urazach – choćby w ciągu 48 godzin.
Mit 6: Wszystkie opatrunki antybakteryjne działają tak samo na biofilm
Na rynku dostępnych jest wiele opatrunków przeciwbakteryjnych, jednak każdy z nich może wykazywać inne działanie. Nie wszystkie wyroby są skuteczne wobec biofilmu, niektóre mają wpływ na rozwój biofilmu, ale nie są w stanie zwalczyć dojrzałych struktur.
W praktyce klinicznej skuteczność wobec biofilmu wykazują opatrunki z następującymi substancjami:
- nanocząsteczki srebra, srebro nanokrystaliczne, siarczan srebra, srebro jonowe,
- chlorek dialkilokarbamoilu (DACC),
- poliheksametylenobiguanid (PHMB),
- miód Manuka,
- jod,
- maści z żywicy,
- żel podchlorynowy.
Substancja przeciwdrobnoustrojowa w opatrunku powinna być dobrana przez specjalistę. Ponadto opatrunek jest tylko jednym z wielu elementów leczenia biofilmu.
Mit 7: Wszystkie antyseptyki działają na biofilm tak samo
Antyseptyka jest ważnym elementem postępowania z biofilmem, jednak środek należy dobrać odpowiednio do rany, gdyż nie wszystkie wykazują takie samo działanie. Nieprawidłowo zastosowany antyseptyk po oczyszczaniu mechanicznym może spowodować odnowienie biofilmu w ciągu 24 godzin, a po doszczętnym oczyszczaniu chirurgicznym w ciągu 72 godzin.
Antyseptyki i ich kombinacje są skutecznym zamiennikiem antybiotyków w leczeniu ran, jednak niektóre bakterie biofilmowe mogą przeżyć w stężeniach antyseptyków 100–1000 razy wyższych niż bakterie planktoniczne. W celu uzyskania skutecznego działania bójczego należy zapewnić stałe działanie antyseptyku, np. przez regularne wkraplanie albo przez zastosowanie długo działającego żelu.
Mit 8: Biofilm tworzy tylko jeden gatunek bakterii
Biofilm może być tworzony zarówno przez jeden, jak i wiele różnych gatunków bakterii. W praktyce klinicznej biofilm składający się z kilku bakterii nazywa się mieszanym. Istnieją także przypadki zakażenia ran biofilmami bakteryjno-grzybowymi.
Mit 9: Biofilm powstaje tylko w złych warunkach higienicznych
Prawie każda rana jest narażona na ryzyko rozwoju biofilmu. Higieniczne środowisko znacznie ogranicza jego rozwinięcie, jednak choćby w prawidłowo zachowanych warunkach, rozwinięcie się biofilmu jest możliwe, ponieważ bakterie mogą przetrwać w mikroskopijnych nierównościach tkanek i gwałtownie się rozmnażać. Wystarczy choćby niewielka liczba mikroorganizmów, które naturalnie znajdują się w skórze lub na narzędziach medycznych, by doszło do zakażenia, a następnie rozwinięcia się biofilmu.
Mit 10: Obecność biofilmu zawsze manifestuje się typowymi objawami infekcji
Obecność biofilmu nie manifestuje się klinicznymi objawami infekcji (zaczerwienienie, obrzęk, zwiększona temperatura w ranie). Na jego obecność w ranie najczęściej wskazuje brak efektów leczenia pomimo prawidłowo dobranego postępowania miejscowego, a także grudkowa, twarda i lśniąca powierzchnia rany, nawroty infekcji oraz infekcja trwająca powyżej 7 dni. W ranie objętej biofilmem pojawia się znaczny wysięk i nieprzyjemny zapach, a także szybkie powiększanie się powierzchni rany i martwica trudna do eradykacji. W diagnostyce biofilmu złoty standard stanowi biopsja tkanek i wykonanie posiewu ilościowego z bioptatu.
Mit 11: Biofilm można leczyć tylko drogimi i nowoczesnymi terapiami
Zwalczanie biofilmu wymaga wdrożenia odpowiednich procedur, dobrania odpowiednich środków i kontroli stanu rany. Terapia nie musi wiązać się z nowoczesnymi i kosztownymi metodami, chociaż w poważnych przypadkach stosuje się droższe metody.
W większości przypadków sukces leczenia zależy od regularnego usuwania biofilmu dzięki oczyszczania mechanicznego, zastosowania antyseptyków dostępnych w aptekach i specjalistycznych opatrunków.
Źródła:
- Szkiler, „Charakterystyka, diagnoza i leczenie biofilmu. Przegląd piśmiennictwa”, Forum Leczenia Ran 2021;2(4):169-174
- Paszko, A. Gaworska-Krzemińska, D. Kostrzewa, K. Wójcikiewicz, P. Wróblewski, „Ocena aktywności antyseptyków względem drobnoustrojów w formie planktonicznej i biofilmowej”, Forum Zakażeń 2017;8(3):163-168
- Karolewska, U. Wójcik, B. Sadowska, B. Różalska, „Przegląd nowoczesnych technik obrazowych i analitycznych w badaniu cech biofilmu” w: „Forum Zakażeń” 2018;9(2), str. 63-71
- Strużycka, I. Stępień, „Biofilm – nowy sposób rozumienia mikrobiologii” w: „Nowa Stomatologia” 3/2009, str. 85-89
- https://www.woundsource.com/blog/biofilm-myths-and-misconceptions-clearing-confusion
