Controlo de biofilmes indesejáveis : utilização de biocidas em meios hospitalares

• Author(s): Caçador, Manuela Pimenta
• Date: 2009
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/1822/10702
• Origin: RepositóriUM - Universidade do Minho
• Subject(s): 579.63
• Document Type: Master thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Vieira, M. J.; Pereira, Maria Olívia
• Contributor(s): Universidade do Minho

Description

Dissertação de mestrado em Biotecnologia

Os biofilmes, comunidades de microrganismos aderidos a superfícies, usualmente envolvidos numa matriz de substâncias poliméricas extracelulares, são agora tema de grande interesse, não só na área da engenharia mas, também, na área da saúde. Por exemplo, na área da medicina a presença de células aderidas nos instrumentos médicos pode ser um grave problema uma vez que uma pequena contaminação bacteriológica requer uma desinfecção rápida e adequada de forma a evitar a contaminação cruzada. Surge, então, a necessidade de desenvolver estratégias de controlo dos microrganismos de modo a reduzir ou eliminar este problema. Para tal, recorre-se, frequentemente, à utilização de desinfectantes. O objectivo do trabalho apresentado centrou-se numa avaliação do efeito antimicrobiano do biocida comercial OPA Cidex (Johnson&Johnson), cujo princípio activo é o orto–ftalaldeído (OPA) a 0.55 % (p/v), na viabilidade de suspensões bacterianas e células aderidas de Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli e Staphylococcus epidermidis a superfícies de aço inoxidável. Este biocida começa a ser de uso bastante frequente a nível hospitalar para controlar infecções nosocomiais. O efeito do biocida foi estudado em função da concentração, do tempo de contacto das bactérias com o biocida e da presença e concentração de uma substância interferente (Albumina de Soro Bovino-BSA). O efeito antimicrobiano do OPA foi avaliado pela quantificação da percentagem de sobrevivência das células, obtida pela determinação da viabilidade celular in situ, usando o corante específico de viabilidade celular Live/Dead. Para efeitos comparativos, para cada variável estudada foram determinadas as concentrações mínimas bactericidas (MBC) de OPA. A aplicação do OPA a suspensões bacterianas e células aderidas de P. fluorescens, P. aeruginosa, E. coli e S. epidermidis provocou uma redução na percentagem de sobrevivência celular. Esta redução foi verificada para todas as concentrações estudadas e dependente do aumento da concentração de OPA. Apesar de se verificar, em células em suspensão, valores de sobrevivência nula para valores de concentração elevados de biocida tal não é sempre verificado quando as células estavam aderidas ao aço. Saliente-se que, para algumas bactérias, a aplicação da máxima concentração de biocida disponível não é suficiente para se inviabilizar todas as bactérias aderidas. Esta constatação é mais notória na presença de BSA aquando da adesão das bactérias ao aço. Para baixas concentrações de biocida a sua a acção antimicrobiana em células aderidas de P. fluorescens intensifica-se com o aumento do tempo de contacto das bactérias com o biocida. Com este estudo concluiu-se que o efeito do biocida depende da bactéria sobre a qual está a exercer a sua acção antimicrobiana, não se verificando maior actividade do biocida em bactérias grampositivas. Também se constatou que a eficiência do OPA é muito dependente do estado da bactéria - séssil ou plantónica – e da presença de matéria orgânica. Consequentemente, a acção de um biocida não pode ser só caracterizada e generalizada por um só valor de MBC.

Biofilms are a subject of great interest, not only in engineering but also in medicine. As far as medicine is concerned, the presence of adhered microorganisms on medical devices can be a severe problem because even a slight bacterial contamination requires its disinfection in order to prevent the subsequent infection of patients in contact with those devices. In this context, the need to develop suitable strategies for the cleaning and disinfection is of great importance in order to reduce or eliminate this problem. For this purpose, biocide (chemical compounds with antimicrobial properties) application is often a common practise. The objective of this work comprised the evaluation of the efficacy of a biocide, orthophtalaldeyde (OPA), on the viability of bacterial suspensions and adhered cells of P. fluorescens, P. aeruginosa, E. coli e S. epidermidis to stainless steel surfaces. The OPA antimicrobial effect was studied as a function of biocide concentration, biocide contact time to bacteria and the presence of interfering substances (BSA). It must be emphasised that OPA has been used in the hospital area to disinfect medical devices but there was the need to make a systematic study of the effect of the biocide on different species adhered to surfaces. The evaluation of the antimicrobial effect of this biocide comprised the determination of survival percentage, trough the determination of the cells viability, before and after the addition of the biocidal agent. Conversely to other studies, the cellular viability was assessed in-situ by means of the use of fluorescent compounds, in detriment to the conventional methods of removing the cells from the surfaces and subsequent culture on solid media. The application of OPA to the P. fluorescens, P. aeruginosa, E. coli and S. epidermidis suspended cultures and to the adhered cells to stainless steel surfaces, caused a reduction on the viability of those bacteria. The increase on OPA concentration applied to the bacterial cells decreases the cellular survival percentage. It was even observed no survival when higher OPA concentrations were applied. The antimicrobial action of OPA increased with the contact time of the biocide with the bacteria. The efficacy of OPA is diminished in the presence of organic matter, such BSA. The inhibition of the antimicrobial action of OPA increases with the increase of BSA concentration. For this biocide, it can be concluded that, for the same biocide contact time, the same bacterial concentration and the same biocide concentration, the adhered cells of E. coli are more resistant, compared with P. fluorescens, P. aeruginosa and S. epidermidis.