La Struttura Semplice Dipartimentale (SSD) di Patologia delle infezioni associate all'impianto è operante nell'Istituto Ortopedico Rizzoli dal 2000. Fin dalla sua costituzione, le principali tematiche di ricerca sono state lo studio della etiopatogenesi delle infezioni associate all'impianto, lo sviluppo di metodi innovativi per la caratterizzazione dei fattori di virulenza (slime, adesine, tossine) e di antibioticoresistenza di batteri responsabili di infezioni in ortopedia, lo studio di rivestimenti e di farmaci capaci di inibire l'adesione batterica e la valutazione di nuovi biomateriali resistenti all'infezione. Gli obiettivi primari del Laboratorio sono quelli di sviluppare metodiche innovative che consentano una migliore comprensione della patologia dell'infezione e contribuiscano al miglioramento diagnostico e terapeutico, nonché alla prevenzione. I risultati della caratterizzazione batterica condotta in vitro con metodi fenotipici e genotipici assumono valore traslazionale in quanto correlati con quelli sull'andamento clinico dell'infezione, sul tipo di impianto, di terapia medica e chirurgica, sull'origine dell'infezione e sui particolari quadri nosologici riconducibili ai 'nuovi patogeni' opportunisti.

Le nostre attività

• Raccolta, classificazione e conservazione dei ceppi isolati da infezioni chirurgiche e periprotesiche. Conservazione nella Ceppoteca della Struttura Semplice Dipartimentale di Patologia delle infezioni associate all'impianto (attualmente oltre 1.500 ceppi);
• etiologia ed epidemiologia molecolare delle infezioni periprotesiche e identificazione di patogeni emergenti responsabili di infezioni chirurgiche;
• patogenesi delle infezioni associate alle protesi. Identificazione dei fattori di virulenza: biofilm e adesine;
• antibiotico-resistenza: meccanismi molecolari e rapporti con l'adesione batterica;
• tossine batteriche nelle infezioni da batteri opportunisti (Staphylococcus e Pseudomonas) e loro effetti citopatici su cellule del tessuto osseo;
• materiali e rivestimenti resistenti all'infezione, sostanze chimiche o farmaci finalizzati alla inibizione di specifici meccanismi adesivi batterici;
• infezioni chirurgiche opportuniste in oncologia ortopedica.

Nell'ambito del raccordo con l'attività clinica:

• elaborazione di nuovi metodi fenotipici e genotipici di riconoscimento dei ceppi di Staphylococcus, Pseudomonas ed Enterococcus particolarmente virulenti produttori di biofilm e adesine, al fine di migliorare la diagnosi e l'orientamento terapeutico;
• identificazione di qualsiasi specie batterica mediante RiboPrinter®, anche su richiesta di altre Aziende sanitarie della Regione;
• individuazione e monitoraggio di cloni batterici causa di 'outbreaks' di reparto o di sala operatoria mediante RiboPrinter®.
  

Nell'immagine: scala cromatica (very red, red, bordeaux, almost black, black, very black) del test su Congo Red Agar ottimizzato per valutare la produzione di biofilm di Staphylococcus epidermidis. Biomaterials. 2002;23(21):4233-9.

Multiplex PCR dei singoli geni del locus ica in un ceppo di Staphylococcus epidermidis formatore di slime. J Biomed Mater Res. 2005;75A:408-13.; Biomaterials. 2004;25(18):4117-25.	Formazione di biofilm di enterococchi. Int J Artif Organs. 2005;28(11):1101-9.

Nell'immagine: I ceppi formatori di slime sono più frequentemente resistenti agli antibiotici rispetto ai non formatori, in particolare agli aminoglicosidici. Per approfondimenti vedi Biomaterials. 2005;26(33):6530-5.

Inibizione da eparina del legame di S. epidermidis alla fibronectina. Nell'immagine: Rappresentazione del modello sperimentale di Dynamic Force Spectroscopy (DFS) per la 'pesca' delle cellule di S. epidermidis tramite una 'lenza' costituita da fibronectina ed un'esca al dominio C-terminale (A,B). L'eparina inibisce per competizione il legame fra fibronectina e S. epidermidis (D,E). Fibronectina libera (simbolizzata dai triangoli); eparina libera (simbolizzata, nella fig. E, dalle U schiacciate). Biomaterials. 2003;24(18):3013-9.

Le ricerche sull'adesione batterica ai biomateriali e sulla patologia molecolare delle infezioni associate all'impianto sono state introdotte nell'Istituto Ortopedico Rizzoli dall'attuale Responsabile della Struttura Semplice Dipartimentale di Patologia delle infezioni associate all'impianto sin dal 1986 nell'ambito del Laboratorio di Biocompatibilità dei Materiali da Impianto e dal 2000 si sono sviluppate nella struttura specialistica dedicata alla Struttura Semplice Dipartimentale di Patologia delle infezioni associate all'impianto.

Collaborazioni scientifiche

La Struttura Semplice Dipartimentale di Patologia delle infezioni associate all'impianto collabora con le seguenti strutture:

• Center for Biofilm Engineering, Montana State University, Bozeman, Montana, USA (Prof.  J. William Costerton)
• Dipartimento di Biochimica dell'Università di Pavia (Prof. Pietro Speziale)
• Dipartimento di Malattie Infettive, Parassitarie ed Immunomediate dell'Istituto Superiore di Sanità (Dott.ssa Lucilla Baldassarri)
• Division of Infectious Diseases, Department of Medicine, University Hospital Freiburg, Germany and Channing Laboratory, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School Boston, MA, USA (Prof. Johannes Huebner)
• Institute of Medical Microbiology, University of Münster, Münster, Germania (Prof. Christof von Eiff)
• Orthopaedic Research Laboratory, Medical University of South Carolina, Charleston USA (Prof. Yuehuei H. An)