Published Articles

Joint Diseases & Related Surgery

Vol 28 • No 1 • 2017: 13-18
« Go Back
Effects of bone cement loaded with teicoplanin, N-acetylcysteine or their combination on Staphylococcus aureus biofilm formation: an in vitro study
Teikoplanin, N-asetil sistein veya bunların kombinasyonunu içeren kemik çimentosunun Stafilokokkus aureus biyofilm oluşumuna etkileri: İn vitro bir çalışma

Hasan Göçer1, Dilek Emir2, Mehmet Emin Önger3, Nevzat Dabak1
1Department of Orthopedics and Traumatology, Medical Faculty of Ondokuz Mayıs University, Samsun, Turkey

2Department of Medical Microbiology, Medical Faculty of Ondokuz Mayıs University, Samsun, Turkey

3Department of Histology and Embryology, Medical Faculty of Ondokuz Mayıs University, Samsun, Turkey

Objectives: This study aims to demonstrate the antibiofilm effects of teicoplanin alone, N-acetyl cysteine (NAC) alone, or combination of both compounds when mixed with bone cement. Materials and methods: A total of four groups were formed by using six cement samples in each, prepared with bone cement having different contents in each group. Group 1 (control group): cement alone without any drugs added. Group 2: 40 g cement, 400 mg teicoplanin. Group 3: 40 g cement, 6 g NAC. Group 4: 40 g cement, 6 g NAC, 400 mg teicoplanin. All cement samples were infected with Staphylococcus aureus for 48 hours at 36.5 °C. Bacterial colonies were then counted by serial dilution method. Bacteria were counted using scanning electron microscopic (SEM) images.
Results: Counts of bacteria colonies were 5.83±1.60 [mean colony forming unit (cfu) x 105±standard deviation (SD)] in group 1, 0.12±0.56 in group 2, 0.11±0.65 in group 3, and 0.01±0.001 in group 4. Significant difference was found between group 1 and all other groups (p<0.05), and between group 4 and all other groups (p<0.05). According to SEM analysis, counts of bacteria (mean±SD) were 1.88±0.45, 0.75±0.26, 0.21±0.22, and 0.13±0.25 in groups 1, 2, 3, and 4, respectively. Significant difference was found between group 1 and all other groups (p<0.05), and between group 4 and all other groups (p<0.05).
Conclusion: N-acetyl cysteine, teicoplanin, and their combination significantly reduced formation of biofilm compared to the control group. Also, combination of NAC and teicoplanin had the highest antibiofilm effect.

Key words: Biofilm; bone cement; N-acetylcysteine; periprosthetic joint infection; Staphylococcus aureus; teicoplanin.

Amaç: Bu çalışmada sadece teikoplaninin, sadece N asetil sistein (NAC)’in veya her iki bileşenin kombinasyonunun kemik çimentosuyla karıştırılmasının antibiyofilm etkileri gösterildi. Gereç ve yöntemler: Her grupta farklı içeriğe sahip kemik çimentosu ile hazırlanan altışarlı çimento kalıplar kullanılarak toplam dört grup oluşturuldu. Grup 1 (kontrol grup): Herhangi bir ilaç katılmaksızın sadece çimento. Grup 2: 40 g çimento, 400 mg teikoplanin. Grup 3: 40 g çimento, 6 g NAC. Grup 4: 40 g çimento 6 g NAC, 400 mg teikoplanin. Tüm çimento kalıpları Stafilokokkus aureus ile 48 saat 36.5 °C’de enfekte edildi. Bakteri kolonileri seri dilüsyon yöntemiyle sayıldı. Bakteriler taramalı elektron mikroskobik (TEM) görüntüler kullanılarak sayıldı.
Bulgular: Bakteri kolonisi sayıları grup 1’de 5.83±1.60 [ortalama koloni oluşturan birim (kob) x 105±standart sapma (SS)], grup 2’de 0.12±0.56, grup 3’te 0.11±0.65 ve grup 4’te 0.01±0.001 idi. Grup 1 ile tüm diğer gruplar arasında (p<0.05) ve grup 4 ile tüm diğer gruplar arasında anlamlı farklılık bulundu (p<0.05). TEM analize göre, bakteri sayıları (ort.±SS) grup 1, 2, 3 ve 4’te sırasıyla 1.88±0.45, 0.75±0.26, 0.21±0.22 ve 0.13±0.25 idi. Grup 1 ile tüm gruplar arasında (p<0.05) ve grup 4 ile tüm gruplar arasında anlamlı farklılık bulundu (p<0.05).
Sonuç: N asetil sistein, teikoplanin ve bunların kombinasyonu kontrol grubuna göre biyofilm oluşumunu anlamlı olarak azalttı. Ayrıca, NAC ve teikoplanin kombinasyonu en yüksek antibiyofilm etkisine sahipti.

Anahtar kelimeler: Biyofilm; kemik çimentosu; N asetil sistein; periprostetik eklem enfeksiyonu; Stafilokokkus aureus; teikoplanin.

Göçer H, Emir D, Önger M E, Dabak N. Effects of bone cement loaded with teicoplanin, N-acetylcysteine or their combination on Staphylococcus aureus biofilm formation: an in vitro study. Joint Dis Rel Surg 2017; 28(1):13-18