REVISTA
BRASILEIRA
DE
ANESTESIOLOGIA
PublicaçãoOficialdaSociedadeBrasileiradeAnestesiologiawww.sba.com.br
ARTIGO
CIENTÍFICO
Comparac
¸ão
in
vitro
da
permeabilidade
de
filtros
epidurais
antibacterianos
e
triagem
por
microscopia
eletrônica
de
varredura
Aysin
Sener
a,
Yuksel
Erkin
b,
Alper
Sener
c,∗,
Aydin
Tasdogen
b,
Esra
Dokumaci
d,ee
Zahide
Elar
baDepartamentodeAnestesiologiaeReanimac¸ão,HospitalMunicipaldeCanakkale,Canakkale,Turquia
bDepartamentodeAnestesiologiaeReanimac¸ão,UniversidadeDokuzEylul,FaculdadedeMedicina,Izmir,Turquia cDepartamentodeDoenc¸asInfecciosas,UniversidadeOnsekizMart,FaculdadedeMedicina,Canakkale,Turquia
dDepartamentodeMetalurgiaeEngenhariadeMateriais,UniversidadeDokuzEylul,FaculdadedeEngenharia,Izmir,Turquia eDepartamentodeCiênciadosMateriais,UniversidadeDokuzEylul,FaculdadedeEngenharia,Izmir,Turquia
Recebidoem11dejulhode2013;aceitoem15deagostode2013 DisponívelnaInternetem15denovembrode2014
PALAVRAS-CHAVE
Filtroantibacteriano;
Staphylococcus
aureus;
Pseudomonas
aeruginosa;
Microscópio eletrônicode varredura
Resumo
Justificativaeobjetivos: Osfiltrosantibacterianosparacateterepiduralsãobarreirasda anal-gesia/anestesia controlada pelo paciente para evitar a contaminac¸ão do local de inserc¸ão epidural.Aeficáciadessesfiltrosvariadeacordocomomaterialeotamanhodosporos.
Método: A capacidade de aderênciabacteriana dosdoisfiltros foi medidaem experimento
invitro.AvaliamosacapacidadedeaderênciadascepaspadrãodeStaphylococcusaureus(ATCC 25923)ePseudomonasaeruginosa(ATCC27853)dedoisfiltrosdiferentes(PortexeRusch),mas comporosdomesmotamanho.Umasuspensãobacterianagrau0,5deMcFarlandfoicolocadana bombadeanalgesiacontroladapelopacienteefiltradaaumavelocidadede5mL/heminfusão contínuapor48horaseacumuladaemfrasco.Osdoisfiltrosforamcomparadoscomcontagens decolôniasdebactériasnosfiltrosefrascos.Aomesmotempo,osfiltroseasbactériasaderidas forammonitoradoscommicroscópioeletrônicodevarredura.
Resultados: Oexamedosfiltrospormicroscópico eletrônicomostrouqueaestruturado fil-troPortexeragranuladaeadofiltroRuschfibrilar.Acontagemdecolôniasdocateteredo frascomostrouqueambososfiltrostinhamumacapacidadedeadesãobacterianasignificativa (p<0,001).Apósainfusãodasuspensãobacteriana,ascontagensdecolôniasmostraramqueo filtroPortexfoimaiseficiente(p<0,001).Nãohouvequalquerdiferenc¸aentreasadesõesde bactériasS.aureuseP.aeruginosa.Namonitorac¸ãoporMEVapósainfusão,ficoufisicamente evidentequeasbactériasforamaderidasdemodoeficazporambososfiltros.
Conclusão:Ofiltrocomestruturagranularfoiestatísticaesignificativamentemaisbem- suce-didodoqueofiltrocomestruturafibrilar.Emboraotamanhodosporosdosfiltrosfosseigual
∗Autorparacorrespondência.
E-mail:dr.alpersener@gmail.com(A.Sener).
---asdiferenc¸asestruturaismostradaspeloMEVeramsemelhantes---,nãoseriajustoatribuir asalterac¸õesdeeficiênciaapenasàsdiferenc¸asestruturais.Ousoaomesmotempodeprovas microbiológicasefísicasparaavaliaraeficáciafoioutroaspectoimportantedesteexperimento. ©2013SociedadeBrasileiradeAnestesiologia.PublicadoporElsevierEditoraLtda.Todosos direitosreservados.
KEYWORDS
Bacteriafilter;
Staphylococcus
aureus;
Pseudomonas
aeruginosa;
Scanningelectron microscope
Invitrocomparisonofepiduralbacteriafilterspermeabilityandscreeningscanning electronmicroscopy
Abstract
Backgroundandobjectives: Epidural catheter bacteria filters are barriers in the patient--controlledanalgesia/anaesthesiaforpreventingcontaminationattheepiduralinsertionsite. Theefficiencyofthesefiltersvariesaccordingtoporesizesandmaterials.
Method: Thebacterialadhesioncapabilityofthetwofilterswasmeasuredinvitroexperiment. AdhesioncapacitiesforstandardStaphylococcusaureus(ATCC25923)andPseudomonas aeru-ginosa(ATCC27853)strainsofthetwodifferentfilters(PortexandRusch)whichhavethesame poresizewereexamined.Bacterialsuspensionof0.5McFarlandwasplacedinthe patient--controlledanalgesiapump,wasfilteredataspeedof5mL/h.incontinuousinfusionfor48h andaccumulatedinbottle.Thetwofilterswerecomparedwithcolonycountsofbacteriain thefiltersandbottles.Atthesametime,thefiltersandadheredbacteriaweremonitoredby scanningelectronmicroscope.
Results:Electronmicroscopic examinationoffiltersshowedthatthePortexfilterhada gra-nularandtheRusch filterfibrillarystructure.Colony countingfromthecatheterandbottle showedthatbothofthefiltershavesignificantbacterialadhesioncapability(p<0.001).After thebacteriasuspensioninfusion,colonycountingsshowedthatthePortexfilterwasmore effi-cient(p<0.001).TherewasnotanydifferencebetweenS.aureusandP.aeruginosabacteria adhesion.IntheSEMmonitoringaftertheinfusion,itwasphysicallyshownthatthebacteria wereadheredefficientlybybothofthefilters.
Conclusion:Thegranular structuredfilterwasfound statisticallyandsignificantlymore suc-cessfulthanthefibrial.Althoughtheporesizesofthefiltersweresame---ofwhichstructural differencesshownbySEMwerethesame---itwouldnotberighttoattributethechangesin theefficienciestoonlystructuraldifferences.Usingmicrobiologicalandphysicalproofswith regardtoefficiencyatthesametimehasbeenanotherimportantaspectofthisexperiment. ©2013SociedadeBrasileiradeAnestesiologia.PublishedbyElsevier EditoraLtda.Allrights reserved.
Introduc
¸ão
Filtroantibacteriano
Aanestesia localfoi introduzidaem 1885 por James Leo-nard Corning ao injetar cocaína no espac¸o peridural de cães.
Devido ao fato de a analgesia/anestesia local dimi-nuir a morbidade e mortalidade no pós-operatório, sua administrac¸ão tem aumentado. O aumento do uso de analgesia/anestesiatrouxeàtonanovosproblemas.Os prin-cipaisproblemassãocardiotoxicidade,hipotensão,bloqueio motoredeslocamentodecateter.
As infecc¸ões relacionadas à analgesia/anestesia local apresentam taxas de 0,5-5,4%.1,3,4 O cuidado com a
esterilizac¸ãoe o usode filtros nos cateteres foram suge-ridoscomomeiosdeevitarinfecc¸ões.1-4Comesseobjetivo,
novotiposdecateteresefiltroscomec¸aramaserusados.1
Osfiltroseramusadosparaimpedirquepartículas,incluindo vidro,entrassemnoespac¸operidurale odesenvolvimento deinfecc¸ões.Atualmente,osfiltrossãousadosparaevitar
acontaminac¸ãoduranteaadministrac¸ãodeanestésicosem bolusnoespac¸operidural.
Napráticadaanestesia,hámuitas questões controver-sas, por exemplo: a administrac¸ão deve ser feitapor um prazocurtooulongo;osservic¸osdeassistênciaaos pacien-tesdevemserprestadosnoshospitaisouemcasa;quetipo decateteréomaisadequadoparaospacientes;quetipos deanalgésicosoucombinac¸õesdevemseradministradosaos pacientes e com que frequênciaosfiltros antibacterianos devemsertrocados.Aimportânciadofiltroantibacteriano temsidonegligenciada,entretodasessasquestões,enão temsidototalmenteestudada.Devidoaofatodeaanálise decusto-efetividadeteradquiridoimportâncianocampoda saúdenoséculoXXI,aeficiênciae anecessidadedefiltros
antibacterianosestãoagorasendodiscutidas.
edasequênciadeprocedimentoseaexperiênciae habili-dadepessoaldosprofissionaisforamapontadoscomofatores importantesquecontribuemparaoriscodeinfecc¸ão.1,2,7,10
De acordo com os tipos de cateteres administrados atu-almente, nãohá diferenc¸a significativaentre osníveis de infecc¸ão e colonizac¸ão.Os fatoresque afetam o risco de infecc¸ãosão:7-13
A) fatoresrelacionadosaospacientes 1. Faixaetária(>65anose<2anos)
2. Doenc¸acrônicapré-existente(malignidadeem neo-plasias, diabetes mellitus, insuficiência renal crô-nica)
3. Condic¸ãoanatômicadaáreadeadministrac¸ão (cirur-gias; história de trauma, instrumentac¸ão; doenc¸a crônicadegenerativa)
4. Existênciadeoutro foco deinfecc¸ão (disseminac¸ão hematogênica)
B) Fatoresrelacionadosaosadministradores 1. Nãoseguirosprocedimentosdeassepsia
2. Nãolimparcorretamenteaáreadeadministrac¸ãoda pele
3. Administrac¸ãotraumática(hematoma) C) Fatoresrelacionadosaoscateteres
1. Nãoexistênciadefiltroantibacteriano
2. Característicasdofiltroantibacteriano (áreade fil-tragemematerialdeconfecc¸ão)
Hádoisfiltrosantibacterianosdeacordocomas estru-turasdosmateriaisdosfiltros
1. Cloretodepolivinil 2. Acetatodecelulose
3. Tempodepermanênciadocateter D) Fatoresrelacionadosaomicrorganismoativo
1. Capacidadedeadesãoao filtroantibacteriano (for-mandoumabiopelícula)
2. Resistênciaaosdesinfetanteseantissépticos 3. Fazpartedaflora(colonizac¸ão)
Objetivo
Comparar a capacidade de adesão das bactérias Staphy-lococcus aureuse Pseudomonas aureginosaem dois filtros Portex®(Smiths-Medical,EUA)eRusch® (Kassel,Alemanha) comumenteusadosnapráticadiária,comaparelhodetestes invitroedemonstrac¸ãovisualdaadesãodasbactériaspelo sistemadofiltrocommicroscopiaeletrônicadevarredura.
Materiais
e
métodos
Métodobacteriológicoeaparelhodetestes
Opesquisadorquepreparouoaparelhodetestesusava rou-pas esterilizadas. As tampas de borracha dos frascos de 1.000mL (cc), vaziose estéreis, foram limpasduas vezes comiodo-povidineesterilizado.Umaseringatuohyde cali-bre18Gfoicolocadanapartesuperiordofrasco.Ocateter foicolocadodentrodaseringaeaseringafoiremovida.O cateter foiposicionadoa 9cmdedistância dofrasco.Um filtrofoicolocadonaponta.Nesteestudo,osfiltrosplanos paracateterPortex® (Smiths-Medical,EUA)com0,2
mda
aberturadosporoseRusch® (Melsungen,Alemanha)foram
Tabela1 Resumodasdiferenc¸asentreosfiltros
Cateter Áreade
filtragem
Poro Materialdofiltro
Portex® 4,91cm2 Circular Cloretodepolivinil
Rusch® 5cm2 Cilíndrico Acetatodecelulose
usados. As diferenc¸as entre os filtros são explicadas na tabela1.
Gruposexperimentais GRUPO1:filtroPortex10x
S.aureus0,5Mfc(105cfu.mL-1)---250ccdesoro fisiológico
GRUPO1Controle:filtroPortex10x Sembactérias---250ccdesorofisiológico GRUPO2:filtroPortex10x
P.aeruginosa0,5Mfc(105cfu.mL-1)---250ccdesoro fisiológico
GRUPO2Controle:filtroPortex10x Sembactérias---250ccdesorofisiológico GRUPO3:filtroRusch10x
S.aureus0,5Mfc(105cfu.mL-1)---250ccdesoro fisiológico
GRUPO3Controle:filtroRusch10x Sembactérias---250ccdesorofisiológico GRUPO4:filtroRusch10x
P.aeruginosa0,5Mfc(105cfu.mL-1)---250ccdesoro fisiológico
GRUPO4Controle:filtroRusch10x Sembactérias---250ccdesorofisiológico
Asbactériasusadasnoestudoforamcepasclínicas habi-tuais;Staphylococcusaureus (ATCC25923)e Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853). Ambas as suspensões bacteria-nasforampreparadasem sorofisiológicoesterilizado com densidade óptica de 0,5 na escalapadrão de Mc Farland (105cfu.mL-1)eem250mLdesorofisiológicoemárea este-rilizada.A ponta doconjunto dabomba foi conectada ao filtro.Asuspensão,filtradapor48heminfusãocontínuade 5mL.h-1 com oequipamento deanalgesiacontroladapelo paciente(ACP),foiacumuladanaseringa.
Oisolamentoeaidentificac¸ãodebactériasforamfeitos a partir do local de bombeamento em condic¸ões aeróbi-casde37◦Capósincubac¸ãopor16-24horas(h).Onúmero decolôniasfoiexaminadoparaverificarsehouvequalquer reduc¸ão. Após a infusão, os filtros antibacterianos foram lavadoscomsorofisiológicoestérilnormaleoisolamentoe aidentificac¸ãodebactériastambémforamfeitosnasoluc¸ão delimpeza.Aaderênciabacterianaaosfiltroseaproporc¸ão debactériascontidaspelosfiltrosforamcomparadas.
Triagempormicroscopiaeletrônica
Nesteestudo,a capacidadedeaderência dasbactérias foi medida por filtrac¸ão da suspensão bacteriana durante umperíodo detempo. Alémdisso, como umaprovafísica debactérias aderidasaosfiltrostambémeranecessária,a triagem por microscópio eletrônico de varredura, consideradaopadrão-ouro,foifeita.
Análise
estatística
Depoisqueasduassuspensõesdebactériasdiferentesforam filtradas,osníveisdeadesãodasbactériasaosfiltrosforam comparadoscomotesteUdeMann-Whitney,queéumteste não paramétrico, e o programa estatístico SPSS 10.0. Os valoresdep<0,05foramaceitoscomoestatisticamente sig-nificativos.
Resultados
As estruturas, fibrilar (Rusch, fig. 1) e granular (Portex, fig.2) dosfiltrosbacterianos forammonitoradaspor meio do MEV antes da infusão bacteriana. Após a infusão das suspensões, as adesões de S. aureus (figs. 3 e 4) e P.
Figura1 MEV-Ruschdefiltroplano;ampliac¸ãoem1.000xda estruturafibrilarantesdainfusãobacteriana.
Figura2 MEV-Portexdefiltroplano;ampliac¸ãoem5.000xda estruturagranularantesdainfusãobacteriana.
aeruginosa(figs.5e6)forammonitoradasvisualmentepor meiodoMEV.
Comoresultadodacomparac¸ãodascontagensdecolônias docateter e dofrasco, confirmou-seque ambos osfiltros
Figura3 MEV-Portexdefiltroplano;ampliac¸ãoem5.000xde Staphylococcusaureusapósainfusãobacteriana.
Figura4 MEV-Ruschdefiltroplano;ampliac¸ãoem2.500xde S.aureusapósainfusãobacteriana.
Figura6 MEV-Portexdefiltroplano;ampliac¸ãoem2.500xde P.aeruginosaapósainfusãobacteriana.
epidurais demonstraramcapacidade deadesãobacteriana emumnívelsignificativo(p<0,001)(tabelas2e3).
Quandoosdoisfiltrosdiferentesforamcomparadosentre si,nãohouvequalquerdiferenc¸asignificativa(tabela4).
Quandoonúmerodecolôniasdosfrascosfoicomparado após a infusão da suspensão bacteriana, o filtro Portex® mostrou ser mais eficiente e aderir muito mais bactérias (p<0,001).
Nãohouvediferenc¸anaadesãoaofiltrodasbactériasS. aureuseP.aeruginosa.
Discussão
Aeficáciadedoisfiltrosantibacterianosdiferentes, ampla-mente usados no mercado, foi comparada em estudo invitro.UmestudosemelhanteconduzidoporDeCiccoetal. comparou a eficácia de filtros antibacterianosin vivoem
Tabela2 Comparac¸ãodacontagemdecolôniasdocateter edofrascoapósainfusão
X±DP Significância
Cateter-Rusch 190.0000±284.604,9894 MWU=9000
p<0,001
Frasco-Rusch 22.600±40.958,5156
Tabela3 Comparac¸ãodacontagemdecolôniasdocateter edofrascoapósainfusão
X±DP Significância
Cateter-Portex 91.000±28.460,4889 MWU=0,500
p<0,001
Frasco-Portex 1.243±3.101,7882
Tabela4 Comparac¸ãodacontagemdecolôniasde bacté-riasdefiltrosPortexeRusch
X±DP Significância
Rusch 190.000±284.604,9894 MWU=40,500
p>0,05
Portex 91.000±28.460,4889
administrac¸ões epidurais para o manejo da dor em longo prazo e relatou que a eficácia foi aceitável.2 O objeto
principal da discussão sobre esse tema comec¸ou com o questionamentosobresehá ounãoanecessidadedeusar filtrosantibacterianosem administrac¸ões de cateter peri-duralem curtoprazo.14 Defato,aprimeira interpretac¸ão
naliteraturafoiapresentadaporAbouleisheAmorteguiem 1977,comquestionamentossobreanecessidadedousode filtrosantibacterianosemanestesiaperidural,usada espe-cialmente em trabalho de parto.15 Nos anos seguintes, o
fatode a frequência e o númerode complicac¸ões, como meningitebacterianaeabscessoperidural,aumentaremem cateterizac¸ãoperiduraldelongadurac¸ãodeixoumuitos pes-quisadoresemédicosincertossobreessaquestão.16-21
Este estudo também é fundamental para se ter uma ideia prática e científica se os filtros antibacterianos devemserusadosemanalgesiadecurtoprazo (48h)para parto.Quandoavaliamososdoisfiltros antibacterianosde formaindependente, descobrimosque ambos são eficien-tesin vitro.Ambos osfiltrosaderiram bactériasde forma eficienteesuficiente (tabelas2e3).Contudo,precisamos acrescentarque,apesardenãohaverdiferenc¸a estatistica-mente significativaentre osfiltros, o número decolônias que aderiram ao filtro Portex foi dez vezes maior que o númerodecolôniasqueaderiramaofiltroRusch(tabela4). Naenumerac¸ão (representa o local periduralin vivo) das colôniasqueforamavaliadasemfrascosporambosos apare-lhosdetestagens,apermeabilidadedofiltroantibacteriano Portexfoimenor(tabela3).Deacordocomnossoestudo,a eficáciadofiltroPortexémaior.
As bactérias usadas em nosso estudo foram de cepas clínicas padrão e as mais frequentes entre as bactérias gram-positivasegram-negativas(S.aureuseP.aeruginosa), comasquaisnosdeparamoseminfecc¸õeshospitalares.No estudopiloto,determinamosqueacapacidadedeaderência dos filtros em diferentes concentrac¸ões nãoalterou. Por-tanto, o grupo experimental, no qual as bactérias foram usadasemconcentrac¸ãointensa(1McFarland),foiexcluído doestudo.
Comoobjetivodedemonstraraadesãodebactérias fisi-camente, o MEV foi usado noestudo. Na varredura feita antesdainfusãodebactériasasestruturasdosfiltrosforam consideradassignificativamentediferentes.Aestruturados filtrosRuschfoi determinadacomofibrilar(fig. 1)e ados filtros Portex como granular (fig. 2). O fato de as suas estruturasfísicasseremdiferentesexplicaadiferenc¸a esta-tisticamentesignificativanasanálisesbacteriológicas.Não háoutrosestudosna literaturacujaanálise bacteriológica éapoiada porimagensdeMEV.Oestudotambémé bené-ficonoquedizrespeitoaofatodequeasimagensdoMEV eademonstrac¸ãovisualdaadesãobacterianapelosfiltros foramdemonstradasaomesmotempo(figs.3-6).Ofatodea adesãodebactériastersidoobservadafisicamentetambém mostraosucessodoaparelhodetestagem.
Oproblemamaisimportantequeencontramosdurantea triagemcomoMEVfoiofatodealgumasimagensnão pode-remser claramente registradas porque asbactérias eram sensíveisaofluxodeelétrons>10kV.
A importância das análises de custo-efetividade dos materiais usados atualmente na área da saúde aumenta a cada dia. De Cicco avaliou o risco de contaminac¸ão do usoem longoprazo defiltrosbacterianose descobriuque osfiltrosestavamexpostos aníveis maisaltos deriscode contaminac¸ãodoqueoutrosmateriaisnoestudoinvitroque eleconduziu.2 Nos estudos retrospectivos conduzidos por
Lowetal.nosanosseguintes,osníveisdeinfecc¸ão relata-dosforambaixosemanalgesiaperidural(decurtoprazopara parto)emumaamplasériedepacientes.4Poressemotivo,
alguns conjuntos de cateter para analgesia peridural são colocadosnomercadosemfiltrosantibacterianos.Emnosso estudo in vitro, houve indicac¸ão de adesão das bactérias aosfiltrosemaltadensidade.Naprática,entretanto,esse númerodebactériasnessadensidadenãopodeserusadoem administrac¸õesdeanalgésicosdelongadurac¸ão.Esteestudo comomodeloexpõeanecessidadedefiltrosantibacterianos emcateterizac¸ãoperiduraldecurtoprazoquandoaanálise decusto-efetividadeforprioridadenadiscussão.
Especialmente em administrac¸ões de analgesia peridu-ral em longo prazo em pacientes com câncer, o uso de filtrosantibacterianoséessencialdevidoaotempo prolon-gadodeusoe à possibilidadedeassociar novadoenc¸a ao paciente.WallaceeDuPen,quetêmumtrabalhoextenso nessecampo,apresentaramosmesmosresultados emsua pesquisa.1,8Outraexcec¸ãodessecasosãoasadministrac¸ões
periduraisdecurtooulongoprazofeitasempediatria.Em seuestudo,Woodetal.concluíramqueumfiltro antibac-terianodeveriaserusadoemtodaadministrac¸ãoperidural feitaem crianc¸as.7 Avaliamosaeficiência dosfiltros
anti-bacterianosemduascepasdebactériascomumaparelhode testageminvitroecomparamossuasdiferenc¸as.Deacordo comnossahipótese,ofiltrogranularapresentariaumadensa adesãodesuspensão bacterianaestatísticae significativa-mentemaisbem-sucedidadoqueofiltrofibrilarechegamos aessaconclusão.Esseexperimentoéaprimeiraprovafísica emicrobiológicaemrelac¸ãoàeficáciadosfiltros antibacte-rianose tambémo primeiro estudona literaturaqueserá usado.
Conflitos
de
interesse
Osautoresdeclaramnãohaverconflitosdeinteresse.
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