Um novo design de cateter urinário reduz a formação de biofilme in vitro por meio de influência hidrodinâmica

Hoje o cateter de Foley (FC) é ainda o mais utilizado, contudo, é fundamental que sejam realizadas melhorias de design de forma a influenciar a formação de biofilme – o que pode ser feito, por exemplo, por meio da alteração de propriedades hidrodinâmicas. A meta foi avaliar, in vitro, se um sistema modificado de drenagem pode influenciar a formação de biofilme de diversas espécies patogênicas e reduzir a incidência de infecções.

Qual a justificativa do estudo?

Infecções hospitalares são frequentemente associadas com o uso de biomateriais e dispositivos como cateteres. Infecções de trato urinário associadas a cateter (CAUTI) são o tipo mais comum de infecção hospitalar, já que uma vez inserido inicia-se a colonização bacteriana das superfícies do cateter principalmente como consequência de contaminação durante o posicionamento.

Hoje o cateter de Foley (FC) é ainda o mais utilizado, contudo, é fundamental que sejam realizadas melhorias de design de forma a influenciar a formação de biofilme – o que pode ser feito, por exemplo, por meio da alteração de propriedades hidrodinâmicas já que estas podem afetar as características físico-químicas, atividade metabólica, morfologia, estrutura e até expressão genica do biofilme.

Qual o objetivo do estudo?

Levando em consideração que a formação de biofilme é favorecida por um fluxo reduzido e intermitente, o estudo teve como objetivo avaliar o desempenho de um novo design de cateter urinário com diferentes características hidrodinâmicas em relação ao FC. A meta foi avaliar, in vitro, se um sistema modificado de drenagem pode influenciar a formação de biofilme de diversas espécies patogênicas e reduzir a incidência de CAUTIs.

Qual metodologia foi empregada?

Foi proposto um novo design de cateter (NPD) – uma modificação do FC – baseado no posicionamento assimétrico do balão e orifícios de drenagem adicionais de forma a permitir a drenagem contínua da urina e esvaziamento completo da bexiga.

Foram realizados experimentos para avaliar a capacidade de drenagem do cateter e em configuração que simula a bexiga e utilizando-o como sistema de fluxo. Foi monitorada a formação de biofilme por 5 espécies bacterianas associadas CAUTIs após 24 horas de incubação por meio da utilização de um ensaio MTT; além disso, foi realizada avaliação morfológica por meio de microscopia eletrônica de varredura.

Por fim, a determinação in vitro do fluido residual e os dados quantitativos e morfológicos sobre a formação do biofilme nas partes intravesical e intraluminal dos cateteres testados foram avaliados.

Quais os principais resultados?

A quantidade de urina residual foi significativamente maior no FC em relação ao NPD (5.6ml versus 0.2ml).

O novo design mostrou também formação significativamente menor de biofilme que o FC de modo geral, variando entre as espécies bacterianas testadas. O ensaio MTT revelou redução de biofilme em ambas as superfícies; na superfície intravesical as reduções mais notáveis foram de E. coli, P. aeruginosa e S. aureus, enquanto na intraluminal foi de P. aeruginosa, S. aureus e P. mirabilis. Já a avaliação morfológica ressaltou a formação reduzida de biofilme de P. aeruginosa, S. aureus, S. epidermidis e P. mirabilis.

Quais as conclusões e recomendações finais?

Levando em consideração que a formação de biofilme na superfície do cateter é o primeiro passo na patogênese de CAUTIs e que essa interação envolve fenômenos hidrodinâmicos complexos e de convecção-difusão acoplada de forma que a velocidade de fluxo pode ter efeito importante no comportamento da comunidade microbiana, os pesquisadores concluem que, as modificações das características hidrodinâmicas de um cateter podem reduzir significativamente a colonização bacteriana.

Os autores atribuem a diferente colonização entre os cateteres como resultado das diferentes condições hidrodinâmicas e sua compatibilidade com as características de virulência e proliferação das diferentes espécies/cepas. Concluem dizendo que o desenvolvimento de equipamentos resistentes a biofilme provavelmente exigira abordagens integradas em um design que combine elementos químicos, mecânicos e topográficos; sugerem ainda que estudos futuros testem o impacto de diferentes condições hidrodinâmicas na colonização por diferentes cepas da mesma espécie expressando diferentes fatores de virulência.

Quais as limitações do estudo?

Os autores ressaltam como limitações a realização de estudo in-vitro e a utilização de espécies bacterianas ATCC (American Type Culture Collection) ao invés de isolados clínicos. Sendo assim é difícil generalizar os resultados para uma real situação clínica.

Que criticas e observações?

O estudo traz achados muito interessantes, ressaltando o papel da hidrodinâmica e do design na prevenção de infecção. É importante notar que este é apenas um primeiro passo para a avaliação de um potencial novo design de cateter, sobretudo por tratar-se ainda de um estudo não clínico, mas com potencial para ser testado em ensaios clínicos . Apesar disso, todo o artigo é muito bem escrito e ilustrado, trazendo também reflexões muito interessantes em sua discussão.

Fonte: Ionescu AC, Brambilla E, Sighinolfi MC, Mattina R. A new urinary catheter design reduces in-vitro biofilm formation by influencing hydrodynamics. J Hosp Infect. 2021 Aug;114:153-162.

Sinopse por: Maria Julia Ricci

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