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编号:10282347
不同材料人工晶体表面细菌粘附的比较研究
http://www.100md.com 《中华眼科杂志》 1999年第6期
     作者:吴仁毅 姚克 孙朝晖 徐雯 陈佩卿 陆淼泉

    单位:吴仁毅、姚克、孙朝晖、徐雯、陈佩卿 310009 杭州,浙江大学医学院附属第二医院眼科中心;陆淼泉 浙江大学医学院微生物学教研室

    关键词:细菌粘附;;晶体;人工

    不同材料人工晶体表面细菌粘附的比较研究 【摘要】 目的 比较研究表皮葡萄球菌(表葡菌)、金黄色葡萄球菌(金葡菌)和绿脓杆菌在聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)硬性人工晶体(intraocular lens,IOL)及聚丙烯酸甲酯(acrylic,ACRY)、水凝胶(hydroxyethylmethacrylate,HEMA)、硅凝胶(silicone,SI) 3种软性IOL表面粘附的情况,为IOL的选择提供依据。方法 采用扫描电子显微镜和细菌定量培养的方法比较3种细菌在4种IOL表面的粘附情况。结果 4种IOL表面各种细菌的粘附数量,表葡菌从小到大依次为:HEMA、ACRY、SI、PMMA;金葡菌:HEMA最少,PMMA最多,ACRY和SI介于两者之间,ACRY和 SI之间差异无显著性;绿脓杆菌:HEMA最少,PMMA、ACRY、SI三者差异无显著性。结论 软性IOL可能具有降低白内障摘除及IOL植入手术后眼内炎发生的作用。
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    In vitro adherence of bacteria to intraocular lenses of different materials

    WU Renyi, YAO Ke, SUN Zhaohui, et al. Department of Ophthalmology, Affiliated Second Hospital, Zhejiang Medical University, Hangzhou 310009

    【Abstract】 Objective To compare the in vitro adherence of different bacteria onto the surface of various intraocular lenses (IOLs). Method Electron microscopic and bacterial culture quantitative methods were used to study the adherence of Staphylococcus (S) epidermidis, Staphylococcus aureus and Pseudomonas (P) aeruginosa onto the surface of PMMA and other three foldable IOL materials (HEMA、ACRY、SI). Results S. Epidermidis: HEMA0.05). Conclusion The foldable IOLs have the potent ability to reduce the infectious endophthalmitis after surgery of extraction of cataract with IOL implantation.
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    【Key words】 Bacterial adhesion Lenses, intraocular

    感染性眼内炎是白内障摘除及人工晶体(intraocular lens, IOL)植入手术后最严重的并发症之一。表皮葡萄球菌(staphylococcus epidermidis,表葡菌)和金黄色葡萄球菌(staphylococcus aureus,金葡菌)等是常见致病菌,其中表葡菌最多见[1,2]。绿脓杆菌(pseudomonas aerugenosa)感染性眼内炎也屡见报道。手术过程中,上述致病菌可粘附于IOL表面,进入眼内成为感染源[3,4]。目前国内外尚缺乏细菌在不同IOL表面粘附情况的系统比较研究。本研究拟对表葡菌、金葡菌和绿脓杆菌在聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate, PMMA)硬性IOL和水凝胶(hydroxyethylmethacrylate,HEMA)、聚丙烯酸甲酯(acrylic,ACRY)、硅凝胶(silicone,SI) 3种软性IOL表面粘附的情况进行比较,为临床医生选择IOL、预防和减少术后眼内炎的发生提供参考。
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    材料和方法

    一、材料

    1. IOL:PMMA IOL和ACRY IOL,由美国Alcon Laboratories Inc提供;HEMA IOL,由上海一仁眼科研究所提供;SI IOL,由四川人工晶体研究所提供。

    2. 细菌:表葡菌,标准株ATCC8032;金葡菌,标准株ATCC6538;绿脓杆菌,标准株ATCC27853。以上菌种均由浙江省卫生防疫站提供。

    二、方法

    1. 细菌悬液制备:将表葡菌、金葡菌和绿脓杆菌接种于常规液体培养基中;实验前离心收集,用0.9%生理盐水(NS)洗涤后配制成浓度约为1×1011 cfu/L(cfu:集落形成单位)的悬液备用。

, 百拇医药     2. 表葡菌在PMMA IOL表面粘附: 分别将3枚PMMA IOL置于浓度约为1×1011 cfu/L 的表葡菌悬液中,1、2及24h后取出,进行扫描电镜标本制作。

    3. 3种细菌在4种IOL表面粘附:将4种IOL各10枚分别置于1 ml预先配制的菌液中,37℃1h后取出,置于5 ml NS的塑料离心管中,在HZS-H型水浴振荡器(哈尔滨东联电子技术开发有限公司)中以100 r/min振荡2 min,洗去未粘附的细菌;取出IOL,分别进行扫描电子显微镜标本制作(2枚IOL)和细菌培养定量测定(8枚IOL)。

    4. 扫描电镜标本制作:将表面粘附有细菌的IOL置于2.5%戊二醛溶液中,室温下固定4 h,1%锇酸溶液后固定90 min,梯度乙醇脱水(70%、80%、90%、95%、100% ),室温下干燥过夜,IB-5型离子溅射仪(德国Echo公司)镀膜,在KYKY-B型扫描电镜(中国科学院科学仪器设备厂)下进行观察、分析。
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    5. 细菌培养定量测定:将表面粘附有细菌的IOL分别置于37℃ 5 ml液体培养基中,表葡菌、绿脓杆菌为24 h,金葡菌为36 h。Transsonic 89O/H型超声仪(德国Elma公司)35 kHz低能量超声3 min (文献报道此法可将IOL表面的细菌完全清洗而不影响细菌活性[5]);取出IOL,细菌悬液离心、洗涤,用5 ml液体培养基制成均匀悬液;721型分光光度计(上海第三分析仪器厂)650 nm下测定悬液吸光度(A)值,根据预先作好的标准曲线换算细菌总数。

    三、统计学处理

    所有数据均表示为0101.gif (74 bytes)±s, 用SPSS统计软件包进行t检验。

    结果
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    一、扫描电镜下观察、分析结果

    1.表葡菌在PMMA IOL表面的粘附情况:扫描电镜下显示,置于表葡菌液中1h后的PMMA IOL表面粘附了较多的细菌(图1),延长粘附时间(2及24 h)后,粘附的细菌数目明显增多,可见正在增生分裂的细菌以及表葡菌在IOL表面产生的粘质物(图2,3)。0138.gif (4443 bytes)

    图1 PMMA IOL表面表葡菌粘附1 h后的情况 ×10 0000139.gif (4802 bytes)

    图2 PMMA IOL表面表葡菌粘附2 h后的情况 ×4 5000140.gif (4913 bytes)
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    图3 PMMA IOL表面表葡菌粘附24 h后的情况 ×8 000

    2. 4种IOL表面表葡菌和金葡菌粘附数量的比较:表葡菌和金葡菌在4种IOL表面粘附1h,扫描电镜下显示表面细菌均匀粘附(图1,4)。随机选取10块50 μm×50 μm面积进行统计学分析显示,3种软性IOL表面粘附的表葡菌和金葡菌的数量明显少于PMMA IOL(P<0.001),表葡菌的粘附数量从大到小依次为:PMMA、SI、ACRY、HEMA(两两比较,P<0.05);金葡菌的粘附数量:PMMA最多,HEMA最少,ACRY与SI比较差异无显著性(表1)。0141.gif (4685 bytes)

    图4 PMMA IOL表面金葡菌粘附1 h后的情况 ×4 500

, 百拇医药     表1 扫描电镜下4种IOL表面表葡菌和金葡菌粘附数量的

    比较(单位面积为50 μm×50 μm)

    类别

    n

    表葡菌(个)

    t值

    金葡菌(个)

    t值

    PMMA

    10

    6 344.2±303.5

    2 212.7±564.4
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    ACRY

    10

    1 620.0±469.1*

    15.37

    1 017.3±297.9*

    6.45

    HEMA

    10

    384.2±193.5*

    21.59

    393.3±265.4*
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    10.09

    SI

    10

    2 038.1±851.2*

    15.07

    913.0±290.3*

    7.06

    *与PMMA比较,P<0.001

    3.扫描电镜下显示,绿脓杆菌可在 IOL表面牢固粘附(图5),但因其在IOL表面粘附不均匀,故未进行统计学比较。0142.gif (6152 bytes)
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    图5 PMMA IOL表面绿脓杆菌粘附1 h后的情况 ×4 500

    二、3种细菌在4种IOL表面粘附后培养定量测定

    结果显示:粘附数量表葡菌从小到大依次为:HEMA、ACRY、SI、PMMA,PMMA和SI之间差异无显著性;金葡菌:PMMA最多,HEMA最少,ACRY与SI比较差异无显著性。上述两种细菌的粘附情况与扫描电镜下观察的结果基本一致。绿脓杆菌:HEMA最少,PMMA、ACRY、SI三者差异无显著性(表2)。

    表2 3种细菌在4种IOL表面粘附培养定量

    测定的比较(cfu/L)

    类别

    n

    表葡菌
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    (×1011)

    t值

    金葡菌

    (×1011)

    t值

    绿脓杆菌

    (×1012)

    t值

    PMMA

    8

    11.27±

    2.98
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    1.01±

    0.09

    2.97±

    1.77

    ACRY

    8

    7.71±

    1.75*

    2.98

    0.65±

    0.11**

    7.92
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    2.19±

    0.18

    1.24

    HEMA

    8

    4.94±

    0.69**

    6.03

    0.38±

    0.10**

    13.19

    1.55±
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    0.07***

    2.26

    SI

    8

    9.52±

    0.42

    1.69

    0.63±

    0.11**

    7.21

    2.61±

    0.35
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    1.18

    注:与PMMA比较,*P<0.01,**P<0.001,***P<0.05 讨论

    白内障手术后引起感染性眼内炎发生的常见致病菌包括凝固酶阴性的表葡菌、金葡菌、链球菌属及革兰阴性杆菌如丙酸杆菌等机会致病菌[1,2,6]。这些细菌存在于正常人的眼周组织如结膜囊、眼睑、睫毛等处以及空气中,眼部手术时可通过污染手术器械及IOL进入眼内,在适宜的条件下繁殖,导致眼内炎的发生[7]。本实验证实细菌可粘附于IOL表面,且随时间延长细菌可在IOL表面分裂、增殖并产生粘质物,该粘质物可使细菌固定于IOL表面,并保护细菌免于房水的冲洗、房水内抗体和补体的免疫反应以及抗生素的作用[8]。影响细菌粘附的因素包括IOL和细菌两个方面。IOL表面的光洁度、张力、电荷以及亲水性能等可影响细菌的粘附[8];细菌因素则包括其亲水性能以及产生粘质物的能力等[8]。鉴于这两方面的因素,本实验中表葡菌、金葡菌和绿脓杆菌在相同材料IOL以及不同材料IOL表面粘附的情况不尽相同。有关细菌在IOL表面粘附更为具体的发生机制尚待阐明。
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    随着小切口超声乳化白内障摘除手术的开展,软性折叠式IOL的使用越来越多,常用的材料包括SI、HEMA和ACRY等,但目前临床上使用最多的仍是PMMA硬性IOL[9]。至今对于植入不同材料IOL后眼内炎发生的比较研究资料较少。本研究系统地比较了表葡菌、金葡菌和绿脓杆菌在PMMA和3种软性IOL表面的粘附情况。扫描电镜下观察到表葡菌在4种IOL表面粘附数量的情况从大到小依次为PMMA、SI、ACRY、HEMA,细菌培养定量测定的结果与此基本一致;金葡菌在软性IOL表面的粘附数量明显少于PMMA IOL,其中HEMA IOL最少,ACRY和SI IOL之间差异无显著性。绿脓杆菌在HEMA IOL表面的粘附数量也明显少于PMMA IOL。综合上述,软性IOL对细菌的吸附能力较PMMA IOL弱,其中HEMA最弱。Ng等[10]对表葡菌在HEMA和PMMA IOL表面粘附情况的研究表明,在HEMA IOL表面粘附的细菌数量仅为PMMA IOL的1/20,与本实验结果一致。 因软性IOL材料,尤其是SI、HEMA等中富含水分子,如HEMA IOL含水量约达30%[10],较PMMA IOL具有更高的亲水性,这是软性IOL表面细菌粘附少于PMMA IOL的主要原因。因此软性IOL尤其是HEMA IOL 可能具有潜在的降低眼内炎发生可能性的作用,加上软性IOL本身其它多方面的优点,如可折叠通过小切口、更好的生物相容性、对Nd:YAG激光的耐受性等[10],在临床上其应用范围将不断扩大。
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    本课题受卫生部科学研究基金(编号98-1-333)和浙江省医药科技项目基金(编号98A034)资助

    参考文献

    1 Menikoff JA, Speaker MG, Marmor M, et al. A case-control study of risk factors for postoperative endophthalmitis . Ophthalmology, 1991, 98: 1761-1768.

    2 Jansen B, Hartmann C, Schumacher-Perdreau F, et al. Late onset endophthalmitis associated with intraocular lens:a case of molecularly proved S.epidermidis aetiology. Br J Ophthalmol,1991,75:440-441.
, 百拇医药
    3 Arsan AK, Adisen A, Duman S, et al. Acute endophthalmitis outbreak after cataract surgery. J Cataract Refract Surg,1996,22:1116-1120.

    4 Cusumano A, Busin M, Spitznas M. Is chronic intraocular inflammation after lens implantation of bacterial origin? Ophthalmology, 1991, 98: 1703-1710.

    5 Doyle A, Beigi B, Early A, et al. Adherence of bacteria to intraocular lenses: a prospective study. Br J Ophthalmol, 1995 ,79: 347-349.
, 百拇医药
    6 Speaker MG, Milch FA, Shah MK, et al. Role of external bacterial flora in the pathogenesis of acute postoperative endophthalmitis. Ophthalmology,1991,98: 639-649.

    7 Rosen ES . Endophthalmitis following cataract surgery. J Cataract Refract Surg, 1996,22: 279-280.

    8 Raskin EM, Speaker MG, McCormick SA, et al. Influence of haptic materials on the adherence of staphylococci to intraocular lenses. Arch Ophthalmol, 1993, 111: 250-253.
, 百拇医药
    9 Kohnen T. The variety of foldable intraocular lens materials. J Cataract Refract Surg, 1996,22(Suppl 2):1255-1258.

    10 Ng EW, Barrett GD, Bowman R. In vitro bacterial adherence to hydrogel and poly(methyl methacrylate) intraocular lenses. J Cataract Refract Surg,1996,22( Suppl 2): 1331-1335.

    (收稿:1999-01-21 修回:1999-08-10), http://www.100md.com