Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)Atualmente Staphylococcus epidermidis é um dos principais agentes responsáveis pelas
infeções nosocomiais, como por exemplo a bacteremia e as infeções associadas a dispositivos
médicos, estando comummente associado à resistência à antibioterapia convencional. Neste
sentido, torna-se emergente o estudo de novas estratégias terapêuticas para o tratamento de
infeções por S. epidermidis. O tratamento com oxigénio hiperbárico (OTH) tem sido relatado
como um possível método de tratamento de infecções microbianas associadas a S. epidermidis e
outros organismos aeróbicos. Este tratamento consiste na exposição do corpo a avaliar a uma
pressão ambiental superior à atmosférica (1 bar). O trabalho desenvolvido na presente
dissertação teve como objectivo principal o estudo da susceptibilidade de S. epidermidis a
tratamento com pressão de ar e oxigénio, e a combinação da pressão de ar com um agente
oxidante químico, o peróxido de hidrogénio. Para tal, recorreu-se a uma câmara em aço
inoxidável que pode operar a pressões até 10 bar e, para avaliar o efeito na inactivação de S.
epidermidis foram aplicados tratamentos com ar e O2 a pressões até 5 bar. Com base nos
resultados obtidos foi possivel observar que S. epidermidis apresenta alguma intolerância ao
tratamento com pressão de ar, verificando-se uma redução da viabilidade celular de S.
epidermidis para ambas as condições testadas, de 3 bar e 5 bar de pressão de ar. Álem disso foi
possivel demonstrar que o aumento da pressão de ar produz um efeito mais acentuado na
redução da viabilidade celular desta espécie bacteriana. Relativamente aos ensaios com pressão
de O2, verificou-se que esta pressão provoca efeitos mais adversos na viabilidade de S.
epidermidis comparando com os observados nos ensaios com pressão de ar. Este resultado
sugere que a pressão atua sinergicamente com o O2. Com os resultados obtidos nestes ensaios,
conclui-se ainda que o O2 é o principal agente de stresse oxidativo, devido ao aumento da
produção de espécies reativas de O2. Através dos resultados obtidos nos ensaios em que se
avaliou o efeito conjugado da pressão de ar com o peróxido de hidrogénio foi observado o
aumento da suscetibilidade de S. epidermidis apenas no tratamento com pressão de ar a 5 bar.
No entanto, não foi possível observar um efeito sinergético entre a pressão e o agente oxidante
químico. Este trabalho permitiu demonstrar que a utilização do ar e O2 hiperbárico até aos
valores testados não constitui uma alternativa clinicamente viável de ser aplicada em doentes,
porém pode ser utilizado como um método alternativo para desinfeção de dispositivos médicos.Nowadays Staphylococcus epidermidis is amongst the most important pathogenic
agents responsible for bloodstream nosocomial infections and for biofilm formation on
indwelling medical devices. Moreover the treatment of such infections is a serious
problem because these infections are frequently resistant to conventional antibiotics. In
this sense, it becomes emergent the study of new therapeutic strategies for treating
infections with S. epidermidis. The Hyperbaric Oxygen Terapy (HBO) has benn
reported as a possible method of treatment microbial infections associated with S.
epidermidis and other aerobic organisms. This treatment is based upon the exhibition to
increased atmospheric pressure (1 bar).
Based on this, the aim of this thesis was the study of the effects of air and oxygen
pressure and the combination of air pressure with a chemical agent, hydrogen peroxide,
on the susceptibility of S. epidermidis. Thus, we used a stainless steel chamber witch
can operate at pressures up to 10 bar, and to evaluate the effect on inactivation of S.
epidermidis treatments at pressures up to 5 bar were applied with air and O2.
It was showed that S. epidermidis has intolerance to treatment with air pressure and
there was observed a reduction in cell viability S. epidermidis for conditions tested, 3
bar and 5 bar air pressure. Moreover, it was possible to demonstrate that the increased
air pressure produces a greater effect on decrease of cell viability of this species. It was
found, in the tests with O2 pressure, that this pressure causes the most adverse effect on
the S. epidermidis viability, compared with those observed in assays with air pressure.
This result suggests that the pressure acts synergistically with O2. In addition, the results
indicate that O2 is the principal agent of oxidative stress due to increased production of
oxygen reactive species. The response of S. epidermidis to air pressure with hydrogen
peroxide was also studied. It was observed that susceptibility of S. epidermidis
increased only in the treatment with air pressure to 5 bar. However, we could not
observe a synergestic effect between pressure and chemical oxidant agent.
This work has demonstrated that moderate air pressures, such as that was
experimentally applied, are not clinically applicable for patients but could be used as a
method for disinfection of medical devices
