Журнал. Вестник офтальмологии № 6 — 2020 г.

Оригинальные статьи

Original articles

Results. The damaging effect of visible spectrum light and UVA radiation on 5. aureus, P. aeruginosa and C. albicans cultures was proved by SEMLC. Green spectrum emission with a wavelength of 500 nm had the highest antimicrobial activity. It was man­ ifested by a decrease in the overall level of metabolic activity (from 40—63 c.u. to 26—37 c.u. (S. aureus (p< 0.01 ), P. aeruginosa (p<0.01) and C. albicans (p< 0.05)), as well as a 2-fold increase in the proportion of S. aureus cells with active efflux systems. Conclusion. SEMLC allows evaluation of parameters of the m icroorganisms' state: morphological (form and size) and functional (general metabolic activity, activation of efflux systems). Investigation of S. aureus, P. aeruginosa and C. albicans cultures using SEMLC demonstrated the antimicrobial activity of green spectrum radiation of 500 nm wavelength. This will serve as a basis for fur­ ther research and developm en t of a method of treating infectious keratitis using green light. K e y w o r d s : radiation spectrum, UVA, red radiation spectrum, green radiation spectrum, blue radiation spectrum, scanning electron microscopy, bactericidal and fungicidal action, infectious keratitis.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS: Kasparova Evg.A. — h ttps ://orcid.org/0000-000l-8594-2395; e-mail: kasparova_jane@mail.ru Yang Biao — https://orcid.org/0000-0001-7344-6976; e-mail: 41l619457@qq.com Bocharova Y.A. — https://orcid.org/0000-0003-0197-0255; e-mail: ivrin7@gmail.com Novikov I .A. — https://orcid.org/0000-0003-4898-4662; e-mail: i.novikov@niigb.ru Corresponding author: Yang Biao — e-mail: 411619457@qq.com

TO CITE THIS ARTICLE: Kasparova EvgA, Yang Biao, Bocharova YA, Novikov IA. Application o f visible longwave radiation for inactivation o f microorganisms. The Russian Annals o f Ophthalmology = Vestnik oftal’mologii. 2020; I36(6):42—49. (In Russ.), https://doi.org/l0.l7ll6/oftalma2020l3606l42

Известно, что некоторые длины электромагнит­ ных волн оказывают фотодинамический эффект. Для усиления этого действия часто применяют фото­ сенсибилизатор. Одним из таких методов воздействия на ткань является метод кросслинкинга (КРЛ) рого­ вичного коллагена. Этот метод основан на возбуж­ дении фотосенсибилизатора (рибофлавина) под воз­ действием ультрафиолетовых лучей спектра А (УФА), образовании активных форм кислорода и сшивании волокон коллагена в роговице. Результаты эксперим ен тов in vitro свидетель­ ствуют о том, что в ходе KPJI происходит повыше­ ние биомеханической прочности роговицы и измене­ ние свойств ткани, приводящее к повышению темпе­ ратуры денатурации коллагена при гидротермальной обработке [1, 2], а также повышению устойчивости к различным ферментам, ответственным за разру­ шение коллагена [3]. Все перечисленные эффекты КРЛ на ткань роговицы, такие как повышение био­ механической прочности, повышение устойчивости к термовоздействию и ферментам, обеспечивают ле­ чебный эффект КРЛ при инфекционном кератите. Помимо этого, по мнению ряда авторов, КРЛ воз­ действует непосредственно на бактериальные фер ­ менты, замедляя их действие и частично их дезакти­ вируя [4, 5]. Так, Е. Spoerl и соавт. [3] в исследова­ нии на свиных роговицах показали, что после КРЛ устойчивость роговицы к пищеварительной коллаге- назе и пепсину повысилась в 2 раза. Однако наиболее важным воздействием КРЛ является антимикробный эффект, который возни ­ кает за счет взаимодействия УФА с рибофлавином [4]. Первоначально антимикробное действие ф о ­ тосенсибилизации с использованием рибофлавина для устранения патогенов нашло применение в об­

ласти трансфузиологии. Технология подавления па­ тогенов (PRT), используемая в системе Mirasol PRT (Terumo ВСТ, Лейквуд , Колорадо) и разработан ­ ная для снижения риска передачи инф екции при проведении трансфузии , также основана на воз­ буждении молекул рибофлавина [6]. Данный метод эфф ективно уничтожает ш ирокий спектр микро ­ организмов . Механизм действия представлен н е ­ посредственным влиянием УФА на генетический материал микробов , неспецифическим поврежде­ нием в результате окислительного стресса и более специфическим эффектом , основанным на интер- каляции рибофлавина , приводящей к окислению гуанина Д Н К /РН К микробов [7]. Метод используется в лечении бактериальных ке­ ратитов у людей, включая бактериальные кератиты с изъязвлением , грибковые, смешанные кератиты и расплавления роговицы [8—10]. Различия в ско ­ рости наступления излечения после процедуры КРЛ могут объясняться как микробиологическими осо­ бенностями возбудителя, так и степенью прогрес­ сирования патологического процесса — глубиной язвенного дефекта, степенью кератомаляции, дли ­ тельностью заболевания, а также действием других методов лечения, применявшихся до КРЛ. По дан ­ ным Т. Seiler, проникновение УФА в ткани ограни­ чено — наибольший эффект от оксидационной тера­ пии достигается в поверхностных слоях роговицы на глубине до 300 мкм [11]. Поэтому УФ-излучение мо­ жет не достигать гнойных инфильтратов и язв, захва­ тывающих глубокие слои роговицы. Помимо этого в отличие от прозрачной стромы нормальной рого­ вицы в плотных, непрозрачных, глубоко расположен­ ных гнойных инфильтратах УФА лучи могут затухать быстрее и не проникать в их толщу.

43

RUSSIAN ANNALS OF OPHTHALMOLOGY 6, 2020