Introduction. Standard antibiotic treatment is ineffective against infections associated with biofilms and
multidrug-resistant pathogens.
Purpose. To study the effect of low-intensity currents without external power sources on the biofilm-forming
properties of multidrug-resistant pathogens responsible for infectious complications in combat wounds and burns.
Materials and methods. The effect of biogalvanic current on the biofilm-forming properties was studied in
relation to multidrug-resistant strains of Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, and Pseudomonas
aeruginosa, isolated from infected combat-related shrapnel and blast wounds, as well as burns of various
localizations. Clinical strain suspensions in saline solution and meat-peptone broth (MPB; ≈1.6 × 10⁹ CFU/mL) were
pre-exposed to low-intensity currents (46-50 µA in saline and 54-60 µA in MPB) for 48 hours. Biofilm formation was
assessed using Christensen’s method, which is based on microorganism adhesion to the surface of a plastic microplate,
followed by fixation, staining with crystal violet, and spectrophotometric analysis of the dye dissolved in alcohol.
Optical density (OD) was measured at a wavelength of 620 nm.
Results. Exposure to galvanic current without external power sources induced a bioelectric effect, resulting in
a reduction in the biofilm-forming properties of multidrug-resistant clinical strains of S. aureus, A. baumannii, and P.
aeruginosa. The decrease was observed both in nutrient medium conditions (by 28.26%, 24.82%, and 11.89%,
respectively) and in saline solution (by 33.18%, 28.0%, and 16.31%, respectively). A statistically significant reduction
in biofilm formation intensity was observed for S. aureus and A. baumannii after exposure to current in MPB, with OD
values 1.38-fold (p < 0.001) and 1.33-fold (p = 0.01) lower than the control, respectively. The optical density values
were 0.223±0.008 OD units and 0.238±0.010 OD units compared to control values of 0.311±0.019 OD units and
0.317±0.019 OD units. Under the influence of low-intensity current in isotonic solution, the indicators characterizing
the biofilm-forming ability of clinical strains of S. aureus, A. baumannii, and P. aeruginosa were statistically
significantly lower by 1.19–1.49 times, measuring 0.200±0.013 OD (p = 0.05) and 0.364±0.020 OD (p < 0.05),
respectively, compared to the control (0.304±0.020 OD, 0.286±0.021 OD, and 0.435±0.027 OD, respectively).
Conclusions. Continuous exposure to low-intensity current without external power sources in isotonic
solution and nutrient meat-peptone broth reduces the biofilm-forming properties of clinical strains of S. aureus, A.
baumannii, and P. aeruginosa by 11.89–33.18%, indicating additional therapeutic potential of biogalvanic current in
treating infectious complications caused by biofilm-forming multidrug-resistant microorganisms.
Вступ. Стандартне лікування антибіотиками є неефективним щодо інфекцій, пов’язаних із
біоплівками та полірезистентними збудниками.
Мета. Вивчення впливу струмів низької інтенсивності без зовнішніх джерел живлення на
біоплівкоутворювальні властивості полірезистентних збудників інфекційних ускладнень бойових ран та
опіків.
Матеріали і методи. Дію біогальванічного струму на біоплівкоутворювальні властивості
досліджували щодо полірезистентних штамів Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas
aeruginosa, які було виділено з інфікованих бойових осколкових, мінно-вибухових ран та опіків різної локалізації. Суспензії клінічних штамів у фізіологічному розчині та м’ясо-пептонному бульйоні (МПБ;
≈1.6 × 109 КУО/мл) попередньо піддавали дії струмів низької інтенсивності (46-50 мкА - у фізіологічному
розчині та 54-60 мкА – у МПБ) впродовж 48 год. Біоплівкоутворюючі властивості визначали методом
Крістенсена, який ґрунтується на адгезії мікроорганізмів до поверхні пластикового планшету з
подальшою їх фіксацією, фарбуванням кристалічним фіолетовим та спектрофотометричним аналізом
фарбника, що розчинився у спирті. Вимірювали оптичну густину (ОГ) за довжини хвилі 620 нм.
Результати. В умовах дії гальванічного струму без зовнішніх джерел живлення спостерігався
біоелектричний ефект, який проявлявся зниженням біоплівкоутворювальних властивостей
поліантибіотикорезистентних клінічних штамів S. aureus, A. baumannii та P. aeruginosa як після обробки в
умовах поживного середовища (на 28,26 %, 24,82 % та 11,89 % відповідно) та в умовах фізіологічного
розчину (на 33,18 %, 28,0 % та 16,31 % відповідно). Для S. aureus, A. baumannii після обробки струмом у МПБ
виявлено достовірну різницю інтенсивності біоплівкоутворення у 1,38 рази (p <0,001) та 1,33 рази (p = 0,01)
у порівнянні з контролем і значення оптичної густини становили відповідно 0,223±0,008 одиниць ОГ (ОГГ)
та 0,238±0,010 ООГ, а в контролі 0,311±0,019 ООГ та 0,317±0,019 ООГ. Під впливом струму низької
інтенсивності в ізотонічному розчині показники, які характеризували здатність до біоплівкоутворення
клінічних штамів S.aureus, A.baumannii та P.aeruginosa були статистично достовірно нижчими у 1,19-1,49
рази і становили 0,203±0,006 ООГ (p <0,001), 0,206±0,013 ООГ (p=0,05) та 0,364±0,020 ООГ (p<0,05) відповідно,
у порівнянні з контролем (0,304±0,020 ООГ, 0,286±0,021 ООГ, 0,435±0,027 ООГ відповідно).
Висновки. Безперервна дія струму низької інтенсивності без зовнішніх джерел в ізотонічному
розчині та поживному м’ясо-пептонному бульйоні знижує біоплівкоутворювальні властивості клінічних
штамів S. aureus, A. baumannii, P. aeruginosa на 11,89 – 33,18 %, що свідчить про додаткові терапевтичні
властивості біогальванічного струму при лікуванні хворих з інфекційними ускладненнями, спричиненими
біоплівкоутворюючими полірезистентними мікроорганізмами.
