Журнал «Травма» Том 27, №4, 2026

Біоплівкова інфекція ортопедичних імплантатів є однією з найскладніших проблем у сучасній ортопедії та травматології, оскільки вона поєднує мікробну персистенцію, обмежену ефективність системної антибактеріальної терапії, хронічне запалення, порушення остеоінтеграції, нестабільність імплантатів і функціональні наслідки лікування. Мікроорганізми прикріплюються до поверхонь ендопротезів, пластин, гвинтів, інтрамедулярних стрижнів, спінальних систем та інших фіксуючих пристроїв, утворюючи біоплівки, які є більш стійкими до антибіотиків та імунних реакцій, ніж вільноживучі бактерії. Цей огляд має на меті узагальнити поточні дані про патогенез, мікробіологічний спектр, клінічні форми, діагностику, лікування, профілактику і стратегії антибіоплівкового покриття ортопедичних імплантатів. Пошук літератури проведено в чотирьох бібліографічних базах даних — PubMed, Scopus, Web of Science і Google Scholar — та шести видавничих платформах: Elsevier, Springer Nature, Wiley, Oxford Academic, MDPI і Frontiers. Використано одинадцять груп ключових слів англійською та українською мовами, публікації з 2014 по 2026 рік були пріоритетними, а 37 джерел включено після двохетапного скринінгу назв/анотацій та повних текстів. Аналіз показав, що перипротезна інфекція суглоба (PJI) та інфекція, пов’язана з переломом (FRI), характеризуються однаковим механізмом утворення біоплівки, але відрізняються клінічно, оскільки при FRI імплантат також необхідний для підтримки стабільності перелому. Ключові діагностичні елементи включають глибокий забір тканин, ультразвукову обробку видалених імплантатів, гістологію та стандартизовані критерії PJI/FRI, тоді як поверхневі мазки недостатні для остаточного прийняття терапевтичного рішення. Ефективне лікування вимагає хірургічного контролю джерел, стабільної фіксації або ревізії імплантатів, усунення «мертвого простору», покриття м’яких тканин і системної та місцевої антимікробної терапії. В огляді було визначено 12 основних груп стратегій антибіоплівкового або антимікробного покриття, включаючи системи, що вивільняють антибіотики, гідрогелі з антибіотиками, цвяхи, покриті гентаміцином, покриття на основі іонів металів, системи на основі фосфату кальцію/гідроксиапатиту, антимікробні пептиди, хітозан, наноструктуровані поверхні, а також «розумні» покриття, чутливі до змін pH або ферментів. Багатофункціональні покриття на основі біоактивного скла, фосфату кальцію, гідроксиапатиту, срібла, антибіотиків, гідрогелів або комбінованих систем є особливо перспективними, оскільки вони можуть пригнічувати ранню адгезію бактерій, зменшувати утворення біоплівки й підтримувати остеоінтеграцію. Однак більшість доступних даних залишаються доклінічними або клінічно обмеженими, і перед рутинним використанням в ортопедичній травматології потрібна подальша валідація.

Biofilm infection of orthopedic implants is one of the most challenging problems in modern orthopedics and traumatology, as it combines microbial persistence, limited efficacy of systemic antibacterial therapy, chronic inflammation, impaired osseointegration, implant instability, and functional consequences of treatment. Microorganisms attach to the surfaces of endoprostheses, plates, screws, intramedullary rods, spinal systems, and other fixation devices, forming biofilms that are more tolerant to antibiotics and immune responses than free-living bacteria. This review purposed to summarize current data on the pathogenesis, microbiological spectrum, clinical forms, diagnosis, treatment, prevention, and antibiofilm coating strategies for orthopedic implants. A narrative literature search was performed in four bibliographic databases — PubMed, Scopus, Web of Science, and Google Scholar — and six publisher platforms: Elsevier, Springer Nature, Wiley, Oxford Academic, MDPI, and Frontiers. Eleven keyword groups were used in English and Ukrainian, publications from 2014 to 2026 were prioritized, and 37 sources were included after two-stage screening of titles/abstracts and full texts. The analysis showed that periprosthetic joint infection (PJI) and fracture-related infection (FRI) share the same biofilm mechanism but differ clinically because in FRI, the implant is also required to maintain fracture stability. Key diagnostic elements include deep tissue sampling, sonication of removed implants, histology, and standardized PJI/FRI criteria, whereas superficial swabs are insufficient for final therapeutic decision-making. Effective treatment requires surgical source control, stable fixation or implant revision, dead-space management, soft tissue coverage, and systemic and local antimicrobial therapy. The review identified 12 main groups of antibiofilm or antimicrobial coating strategies, including antibiotic-releasing systems, anti-biotic-loaded hydrogels, gentamicin-coated nails, metal-ion coatings, calcium phosphate-/hydroxyapatite-based systems, antimicrobial peptides, chitosan, nanostructured surfaces, and smart pH- or enzyme-responsive coatings. Multifunctional coatings based on bioactive glass, calcium phosphate, hydroxyapatite, silver, antibiotics, hydrogels, or combined systems are especially promising because they can inhibit early bacterial adhesion, reduce biofilm formation, and support osseointegration. However, most available evidence remains preclinical or clinically limited, and further validation is required before routine use in orthopedic traumatology.

біоплівка; ортопедичні імплантати; перипротезна інфекція; інфекція, пов’язана з переломом; антибіоплівкові покриття; огляд

biofilm; orthopedic implants; periprosthetic joint infection; fracture-related infection; antibiofilm coatings; review