Фитильный эффект: сравнительное исследование потенциала к его развитию на моделях полипропиленовых и титановых сетчатых имплантов

Актуальность. Инфекционные осложнения, связанные с медицинскими имплантатами, в значительной степени обусловлены способностью бактерий формировать биопленки. Хотя физико-химические свойства поверхности материала признаны ключевым фактором адгезии, роль макроморфологии имплантата, в частности его фитильных свойств, способствующих распространению микроорганизмов, изучена недостаточно. Сравнительный анализ адгезии Staphylococcus aureus – основного возбудителя подобных инфекций – на широко используемых в хирургии полипропиленовых и титановых сетках представляет значительный интерес для оценки долгосрочных рисков.
Цель. Провести сравнительный анализ адгезии Staphylococcus aureus на титановых и полипропиленовых имплантатах с акцентом на характер распределения микроорганизмов и оценку потенциального риска формирования биопленки, обусловленного фитильными свойствами материалов.
Материалы и методы. В исследовании in vitro использовали сетчатые имплантаты: полипропиленовый (Gynemesh PS, Johnson & Johnson, США) и титановый («Титановый шелк», ООО «Эластичные титановые имплантаты», Россия). Образцы инкубировали с суточной культурой S. aureus VT209 при 37°C в течение 24 ч. Количество адгезированных бактерий количественно оценивали методом посева с подсчетом колониеобразующих единиц (КОЕ). Для анализа распределения бактерий и характеристик поверхности применяли сканирующую электронную микроскопию (СЭМ) и рентгеноспектральный микроанализ (РСМ).
Результаты. Количественные показатели адгезии S. aureus на титановых (Me=4,30×10²КОЕ [4,25×10²; 4,40×10²]) и полипропиленовых (Me=4,45×10² КОЕ [4,40×10²; 4,50×10²]) имплантатах были статистически сопоставимы (p>0,05). Однако выявлено фундаментальное различие в характере распределения микроорганизмов. На титановых имплантатах адгезия носила строго локализованный характер, ограничиваясь краевыми зонами с повышенной шероховатостью и микродефектами, что подтверждено СЭМ и РСМ. В отличие от этого на полипропиленовых имплантатах наблюдалось равномерное распределение бактерий по всей поверхности, что свидетельствует о выраженных фитильных свойствах материала, способствующих пассивному распространению и колонизации всей доступной площади.
Заключение. Несмотря на сходный уровень адгезии, выявленные различия в распределении микроорганизмов указывают на более высокий потенциальный риск формирования обширных, труднодоступных для антибиотиков и иммунной системы биопленок при использовании полипропиленовых имплантатов благодаря их выраженным свойствам адгезии. Локализованный характер адгезии на титане, напротив, потенциально упрощает идентификацию и хирургическую санацию очага инфекции. Полученные данные ставят под сомнение безопасность полипропилена с точки зрения долгосрочных инфекционных рисков и подчеркивает потребность для разработки имплантатов с подавленными фитильными свойствами или нанесения антимикробных покрытий на всю их поверхность.

Вклад авторов. Иванов О.А. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, написание текста. Беженарь В.Ф. – утверждение финальной версии статьи; Паластин П.М. – сбор и обработка материала, редактирование текста.
Конфликт интересов. Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов. 
Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки.
Одобрение этического комитета. Этическая экспертиза не требовалась, так как исследование проводилось на стандартных бактериальных штаммах и небиологических материалах.
Генеративный искусственный интеллект. При создании данной статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали.
Обмен исследовательскими данными. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, доступны по запросу у автора, ответственного за переписку, после одобрения ведущим исследователем.
Для цитирования: Иванов О.А., Беженарь В.Ф., Паластин П.М. Фитильный эффект: сравнительное исследование потенциала к его развитию на моделях полипропиленовых и титановых сетчатых имплантов.
Акушерство и гинекология. 2026; 6: 135-143
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2025.336

Пролапс тазовых органов (ПТО) остается широко распространенной клинической проблемой, значительно снижающей качество жизни пациенток [1]. Хирургическая коррекция с использованием сетчатых имплантатов прочно вошла в арсенал современных гинекологов, показав высокую эффективность в восстановлении анатомии и функции тазового дна [2]. Однако данный подход сопряжен с риском развития серьезных осложнений, объединенных в понятие mesh-ассоциированной патологии [3–5]. Среди них особое место занимают инфекционные осложнения, трудности лечения которых, вплоть до необходимости полного удаления имплантата, часто обусловлены способностью бактерий адгезироваться на поверхности материала и формировать биопленки [6, 7].

Staphylococcus aureus признан одним из наиболее вирулентных патогенов, ответственных за развитие имплантат-ассоциированных инфекций. Его высокая адгезивная способность и склонность к образованию биопленок, устойчивых к антибиотикам и механизмам иммунной защиты, являются основной причиной персистенции инфекции [8, 9]. Процесс адгезии определяется сложным взаимодействием между физико-химическими свойствами поверхности имплантата (шероховатость, гидрофобность, заряд) и микроорганизма [10, 11]. В связи с этим выбор материала для имплантации является критически важным.

В современной хирургической практике для коррекции ПТО наиболее широко применяются имплантаты из полипропилена и все чаще – титана. Существующие сравнительные исследования зачастую фокусируются на таких параметрах, как биосовместимость, механическая прочность и эластичность [12, 13]. Однако для оценки долгосрочных рисков инфекционных осложнений ключевое значение имеет не только количество адгезированных бактерий, но и характер их распределения по поверхности имплантата.

В настоящее время в научной литературе явно недостает работ, посвященных сравнительному анализу именно пространственного распределения бактерий на данных материалах. В то время как ряд исследований указывает на проблему краевой адгезии на металлических имплантатах, связанную с механической обработкой [14], другой, не менее важный аспект часто остается без внимания. Речь идет о фитильных свойствах полипропилена – синтетического полимерного материала, способного активно абсорбировать и распределять жидкости (а с ними и микроорганизмы) по всей своей объемной структуре за счет капиллярных сил [15, 16]. Это фундаментальное свойство может предопределять не локальный, а диффузный, равномерный характер колонизации поверхности, создавая идеальные предпосылки для формирования обширной, плохо поддающейся лечению биопленки.

Таким образом, традиционный подход, оценивающий лишь количественные показатели адгезии, может недооценивать потенциальные риски, связанные с использованием полимерных сеток. Локализованная инфекция на краю титанового имплантата потенциально может быть устранена путем частичной санации, в то время как распространенная по всей площади полипропиленового протеза биопленка практически всегда требует его полного удаления.

Цель исследования: провести сравнительный анализ не только количества адгезированных бактерий Staphylococcus aureus, но и в первую очередь характера их распределения на поверхностях полипропиленовых и титановых имплантатов.

Материалы и методы

Дизайн исследования

Было выполнено экспериментальное сравнительное исследование in vitro, целью которого являлся анализ адгезии и пространственного распределения Staphylococcus aureus на двух типах сетчатых имплантатов. Всего исследовано 30 образцов, которые были разделены на две группы: группа полипропилена (n=15) и группа титана (n=15). В основную группу вошли образцы полипропиленового имплантата Gynemesh PS, в группу сравнения – образцы титанового имплантата «Титановый шелк».

Условия проведения и этика

Все эксперименты были проведены в I квартале 2025 г. в лабораториях кафедры микробиологии Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова (Санкт-Петербург, Россия). Работы с микроорганизмами проводились в ламинарном боксе II класса биологической безопасности с соблюдением стандартных микробиологических протоколов. Этическая экспертиза не требовалась, так как исследование проводилось на стандартных бактериальных штаммах и небиологических материалах.

Образцы имплантатов

Для исследования были отобраны два коммерческих типа сетчатых имплантатов, используемых в гинекологической практике: полипропиленовый имплантат Gynemesh PS (Johnson & Johnson, США); титановый имплантат «Титановый шелк» (ООО «Эластичные титановые имплантаты», Россия). В стерильных условиях с использованием ножниц Купера из каждого имплантата было выкроено по 15 стандартных фрагментов размером 1×1 см. Данная процедура имитировала интраоперационное приготовление имплантата.

Подготовка

В работе использовали суточную культуру референс-штамма Staphylococcus aureus VT209...

Иванов О.А., Беженарь В.Ф., Паластин П.М.