Biofilm inhibiting nanocomposite coatings on stainless steel surgical instruments : a possible strategy to prevent TASS / Birru Bhaskar in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 20, N° 2 (03/2023)  

[article]  inJOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 20, N° 2 (03/2023) . - p. 559-572 Titre : Biofilm inhibiting nanocomposite coatings on stainless steel surgical instruments : a possible strategy to prevent TASS Type de document : texte imprimé Auteurs : Birru Bhaskar, Auteur ; Ramay Patra, Auteur ; K. R. C. Soma Raju, Auteur ; V. Nagarjuna, Auteur ; Susmita Chaudhuri, Auteur ; R. Subasri, Auteur ; Prashant Garg, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : p. 559-572 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Acier inoxydable Biofilms -- Analyse Caractérisation Dodécyl sulfate de sodium Le laurylsulfate de sodium (LSS) ou dodécylsulfate de sodium (SDS) est un détergent et tensioactif ionique fort, couramment utilisé en biochimie et biologie moléculaire. C'est un composé à ne pas confondre avec le laureth sulfate de sodium. La concentration micellaire critique du SDS varie de 0,007 à 0,01 mol/L dans l'eau à 25°C. Le dodécylsulfate de sodium (en anglais, Sodium Dodecyl Sulfate ou SDS ou/ NaDS), de formule C12H25NaO4S, aussi connu sous le nom de laurylsulfate de sodium (en anglais, sodium lauryl sulfate ou SLS), est un tensioactif ionique qui est utilisé dans les produits ménagers tels que les dentifrices, shampooings, mousses à raser ou encore bains moussants pour ses effets épaississants et sa capacité à créer une mousse, il est également repris comme additif alimentaire par le codex alimentarius (E487). La molécule est composée d’une chaîne de 12 atomes de carbone, rattachée à un groupement sulfate conférant à la molécule les propriétés amphiphiles requises pour un détergent. Le SDS est préparé par sulfonation du dodécanol (alcool de lauryl, C12H25OH), suivie par une neutralisation par du carbonate de sodium. Le SDS est utilisé aussi bien dans les procédés industriels que pour les produits cosmétiques destinés au grand public. Endotoxines Inhibition microbienne Matériaux hybrides Materiel chirurgical Pince de Lims Polyacrylamide Le polyacrylamide est un polymère (-CH2-CH(-CONH2)-) formé à partir d'acrylamide. Il peut être réticulé en incorporant dans le mélange de polymérisation un dérivé bi-fonctionnel de l'acrylamide : le N,N'-méthylène-bis-acrylamide (CH2=CH-CO-NH-)2CH2. Le polyacrylamide, contrairement à l'acrylamide qui est neurotoxique, n'est pas toxique mais il doit être manipulé avec précaution car il peut contenir des résidus d'acrylamide. c'est un gel hautement absorbant. Sous forme de poudre, il se dilue dans l'eau pour former un gel visqueux après agitation vigoureuse. Des substances ioniques telles le sel permettent au polyacrylamide de libérer les substances absorbées. L'intérêt de ce polymère peut être apprécié dans son caractère de fluide non newtonien, et constitue un bon exemple d'application de l'effet Weissenberg: le fluide, soumis à l'action d'un agitateur magnétique remonte au centre du récipient au lieu de se plaquer sur les côtés, comme l'aurait fait un fluide newtonien classique, comme l'eau. Polymères en médecine Revêtements organiques Syndromes toxiques du segment antérieur Le syndrome toxique du segment antérieur (TASS pour les Anglo-Saxons) est une réaction inflammatoire stérile liée à la pénétration accidentelle de substances toxiques non infectieuses au sein du segment antérieur de l’œil lors d’un acte chirurgical. Le tableau clinique initial est souvent indiscernable ou très proche d’un tableau d’endophtalmie infectieuse. Le TASS survient dans la plupart des cas 12 à 72 heures après la chirurgie de la cataracte. L’inflammation de segment antérieur est en général assez sévère, associée à un hypopion. Les dommages endothéliaux sont fréquents, à l’origine d’un Å“dème de cornée diffus. Il n’existe pas d’inflammation du segment postérieur. Les résultats microbiologiques sont négatifs. Les causes de TASS sont nombreuses, variées et difficiles à individualiser. Tout matériel ou substance introduit dans l’œil en peropératoire ou en postopératoire immédiat est susceptible d’être impliqué. Les principales étiologies connues comprennent : les conservateurs, les résidus de visqueux présents au niveau des dispositifs réutilisables, les endotoxines bactériennes et les implants intraoculaires. Le TASS étant initialement indiscernable d’une endophtalmie infectieuse, il est en général diagnostiqué et traité à la phase aiguë comme une infection. Les anomalies inflammatoires régressent dans la plupart des cas sous traitement anti-inflammatoire corticoïde local, mais une hypertonie intraoculaire et/ou un Å“dème de cornée chroniques peuvent persister, résultant d’une atteinte trabéculaire ou endothéliale irréversible. (Journal Français d'Ophtalmologie Volume 34, N° 1, Janvier 2011, Pages 58-62) Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Toxic anterior segment syndrome (TASS) is an inflammation that occurs after anterior segment surgeries, and is widely seen in the patients after cataract surgery. The main cause of TASS is postulated to be the bio-residue and heat stable endotoxins which persist on the used forceps even after autoclave sterilization, some of which are known to cause inflammation. In this work, initially, a detailed characterization of bio-residue composition before and after autoclave sterilization of the forceps used in ophthalmic surgeries was carried out by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and gas chromatography mass spectrometry (GCMS) techniques. The morphological features of biofilm before and after autoclave were also examined using a field emission scanning electron microscope (FESEM). Subsequently, two biofilm inhibiting nanocomposite coating formulations which were earlier developed by us were deposited on stainless steel 420 coupons to mimic surgical instruments. Biofilm inhibition was studied for bare and coated substrates after autoclaving using crystal violet staining as well as by FESEM analysis. It was observed that the coated substrates prevented biofilm formation even after autoclaving. The results of this study demonstrate that the biofilm inhibiting coatings prevent formation of biofilm and hence, prevent deposition of bioresidues on stainless steel surgical instruments. Due to this, the coated surgical instruments are safe to use even after autoclaving and cannot be expected to cause any inflammatory responses after surgeries, thereby preventing TASS. Note de contenu : - MATERIALS AND METHODS : Materials - Bacterial inoculum preparation - Biofilm formation on surgical instruments (Lims forceps) and SS 420 substrates - Biofilm quantification - Biofilm morphology analysis using field emission scanning electron microscopy (FESEM) - Sodium dodecyl-sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis - Fourier transform infrared (FTIR) analysis - Gas chromatography mass spectrometry (GCMS) analysis - Nano composite sol synthesis and deposition on SS 420 substrates - Water contact angle (WCA) and roughness measurement on bare, IH and HC coated SS 420 - Microstructure analysis of nanocomposite coatings before and after autoclave - Biofilm inhibition study on bare, IH and HC coated substrates after autoclave - RESULTS : Biofilm formation on stainless steel coupons - Biofilm formation on Lims forceps - Biofilm morphology on LFSE, and LFWE before and after sterilization - FTIR and GCMS results - WCA and roughness measurement on bare, IH and HC coated SS 420 - Microstructure analysis of coatings before and after autoclave - Biofilm inhibition study on bare, IH and HC coated substrates after autoclaving - DISCUSSION : Biofilm analysis by FESEM, GCMS and FTIR - Effect of autoclaving on biofilm inhibition and biofilm inhibiting coatings on SS coupons - Table 1 : Major band obtained from the FTIR spectra of biofilm before and after autoclave - Table 2 : Chemicals in bioresidue after autoclave sterilization of used Lims forceps through GCMS analysis DOI : https://doi.org/10.1007/s11998-022-00-689-9 En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11998-022-00689-9.pdf?pdf=button% [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=39299 [article]

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Biofilm-inhibiting nanocomposite coatings on surgical sutures: durability and mechanistic insights / R. Subasri in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 20, N° 1 (01/2023)  

[article]  inJOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 20, N° 1 (01/2023) . - p. 377-392 Titre : Biofilm-inhibiting nanocomposite coatings on surgical sutures: durability and mechanistic insights Type de document : texte imprimé Auteurs : R. Subasri, Auteur ; Ramay Patra, Auteur ; Manisha Yadav, Auteur ; Deepak Kumar, Auteur ; Birru Bhaskar, Auteur ; K. R. C. Soma Raju, Auteur ; Subhash Tanwar, Auteur ; Susmita Chaudhuri, Auteur ; Prashant Garg, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : p. 377-392 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Antibactériens Biofilms Dispositifs médicaux Durée de vie (Ingénierie) Hydrophobie Inhibition microbienne Matériaux hybrides Matériel médical Revêtements organiques Sol-gel, Procédé Sutures (chirurgie) Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Biofilms are a critical health concern because of their ability to render tolerance and resistance against antimicrobials, which is especially challenging for surgical-site sterility and surgical wound recovery. Development of biofilm-inhibiting coatings on surgical devices could aid to limit biofilm formation at surgical site. In this context, two biofilm-inhibiting nanocomposite hydrophobic coating formulations, one with biocide and the other without biocide, were developed and deposited on various substrates such as glass, plastics, and surgical sutures, followed by biofilm inhibition evaluation. Encouraging results were obtained and reported earlier. In the present study, the biofilm-inhibiting action of coatings on surgical sutures was re-examined using a spot assay method by counting the colony-forming units. The long-term durability of the coated sutures with respect to varying temperature, humidity, inflammatory cytokines, and body fluid was studied, in order to validate their suitability for use in surgical accessories and biomedical devices. RTPCR test was carried out to look for downregulation of biofilm-forming genes. Cytotoxicity of the nanocomposite coatings was examined by carrying out an MTT assay. The downregulation of biofilm-forming genes and minimal cytotoxicity of the nanocomposite coatings further confirmed its viability for using on surgical sutures. Overall, the current study provides mechanistic insights and additional bactericidal effect of the hitherto demonstrated antibiofilm activity of the formulation. This study also establishes long-term durability of the coatings in terms of temperature, humidity, and exposure to plasma, enabling its use in surgical accessories to be commercialized in various settings. Note de contenu : - MATERIALS AND METHODS - RESULTS : Microscopic analysis of biofilm matrix - Bactericidal activity of IH and HC coatings - Durability of coatings with respect to temperature, humidity, inflammatory cytokines, and body fluids - Molecular analysis of mechanism of biofilm inhibition - Cytotoxicity analysis of IH and HC DOI : https://doi.org/10.1007/s11998-022-00678-y En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11998-022-00678-y.pdf?pdf=button Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=38849 [article]

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Biofilm inhibiting nanocomposite coatings-a promising alternative to combat surgical site infections / Ramay Patra in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 19, N° 6 (11/2022)  

[article]  inJOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 19, N° 6 (11/2022) . - p. 1697-1711 Titre : Biofilm inhibiting nanocomposite coatings-a promising alternative to combat surgical site infections Type de document : texte imprimé Auteurs : Ramay Patra, Auteur ; K. R. C. Soma Raju, Auteur ; Birru Bhaskar, Auteur ; Debrupa Sarkar, Auteur ; Susmita Chaudhuri, Auteur ; Prashant Garg, Auteur ; R. Subasri, Auteur Année de publication : 2022 Article en page(s) : p. 1697-1711 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Antimicrobiens Biofilms Chitosane Le chitosane ou chitosan est un polyoside composé de la distribution aléatoire de D-glucosamine liée en ß-(1-4) (unité désacétylée) et de N-acétyl-D-glucosamine (unité acétylée). Il est produit par désacétylation chimique (en milieu alcalin) ou enzymatique de la chitine, le composant de l'exosquelette des arthropodes (crustacés) ou de l'endosquelette des céphalopodes (calmars...) ou encore de la paroi des champignons. Cette matière première est déminéralisée par traitement à l'acide chlorhydrique, puis déprotéinée en présence de soude ou de potasse et enfin décolorée grâce à un agent oxydant. Le degré d'acétylation (DA) est le pourcentage d'unités acétylées par rapport au nombre d'unités totales, il peut être déterminé par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF) ou par un titrage par une base forte. La frontière entre chitosane et chitine correspond à un DA de 50 % : en deçà le composé est nommé chitosane, au-delà, chitine. Le chitosane est soluble en milieu acide contrairement à la chitine qui est insoluble. Il est important de faire la distinction entre le degré d'acétylation (DA) et le degré de déacétylation (DD). L'un étant l'inverse de l'autre c'est-à-dire que du chitosane ayant un DD de 85 %, possède 15 % de groupements acétyles et 85 % de groupements amines sur ses chaînes. Le chitosane est biodégradable et biocompatible (notamment hémocompatible). Il est également bactériostatique et fongistatique. Le chitosane est également utilisé pour le traitement des eaux usées par filtration ainsi que dans divers domaines comme la cosmétique, la diététique et la médecine. Hydrophobie Infections nosocomiales Inhibition microbienne Matériaux hybrides Matériel médical Opérations chirurgicales Revêtements organiques Sol-gel, Procédé Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Surface texture modification for reducing physical adherence of bacteria can be a critical alternative to conventional antimicrobials, especially in the case of surgical accessories. In the present study, a nanocomposite hydrophobic coating formulation exhibiting biofilm-inhibiting properties was developed. The formulation alone and in combination with a biocide (chitosan) was deposited by dip-coating on different substrates like cover glass slips, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) coupons, and surgical sutures made of polyglactin, nylon, and silk. The coated substrates were characterized for their roughness, wetting behavior, and surface morphology. Biofilm inhibition by the formulation when coated on various substrates was evaluated against multiple bacterial strains, namely Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecium, Escherichia coli, and Acinetobacter baumannii sourced both from ATCC and clinical cases. The nanocomposite coatings were found to exhibit substantial biofilm inhibition against all tested bacterial strains. The biofilm inhibition property of the nanocomposite-coated polyglactin suture was found to be higher (59–67%) when compared with commercially available antibacterial sutures, whose percentage biofilm inhibition was found to be 43–48% when tested against clinical isolates of S. aureus, P. aeruginosa, and A. baumannii. Note de contenu : - MATERIALS AND METHODS : Materials - Sol synthesis - Substrate cleaning and coating deposition - Surface characterization of coated and bare substrates - Biofilm formation on ABS coupons, CGS, and surgical sutures - Crystal violet assay for biofilm quantification and assessment of biofilm inhibition - Statistical analysis of inhibition of biofilm formation - Morphology analysis of biofilm/cells using FESEM - RESULTS : Wetting behavior of Sol-H, Sol-IH, and Sol-HC coatings - Surface morphology analysis using FESEM and roughness study - Biofilm inhibition analysis - FESEM analysis of biofilm formation on H- and IH-coated CGS and ABS coupons - DISCUSSION : Surface properties (WCA and morphology) of H and IH coatings - Biofilm inhibition of H and IH coatings on CGS and ABS substrates - Reason for difference in biofilm inhibition behavior against ATCC and clinical isolates - Reason for decreased biofilm inhibition of IH coating against clinical isolates of E. coli - Synergistic effect of surface topography and surface hydrophobicity on biofilm inhibition - Comparison of biofilm inhibition between IH and HC coatings on surgical sutures - Table 1 : Surface roughness value of uncoated and sol-gel-coated cover glass slip and ABS coupons - Table 2 : Comparison of range of percentage biofilm inhibition of H and IH coatings on CGS and ABS coupons for the ATCC and clinical isolates of bacteria A. baumannii, S. aureus, P. aeruginosa, and E. faecium - Table 3 : Comparison of range of percentage biofilm inhibition of IH and HC coatings on silk, nylon, and vicryl sutures for the ATCC and clinical isolates of bacteria A. baumannii, S. aureus, and P. aeruginosa along with triclosan-coated (TC) vicryl sutures DOI : https://doi.org/10.1007/s11998-022-00642-w En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11998-022-00642-w.pdf?pdf=button% [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=38491 [article]

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