En este trabajo, presentamos nanocompuestos de óxido de grafeno/cobre (GO/Cu) como nanomaterial antibacteriano. Se evaluó la eficacia antibacteriana de los nanocompuestos GO/Cu frente a bacterias grampositivas y gramnegativas resistentes a los antibióticos.
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Artículo de método
Fabricación de nanocompuestos antibacterianos de óxido de grafeno/cobre
En este artículo
Resumen
Resumen
Los antibióticos son actualmente el tratamiento antibacteriano más utilizado para matar las bacterias. Sin embargo, las bacterias desarrollan resistencia cuando se sobreexponen continuamente a los antibióticos. El desarrollo de agentes antimicrobianos que puedan reemplazar a los antibióticos existentes es esencial porque las bacterias resistentes a los antibióticos tienen mecanismos de resistencia a todos los antibióticos actuales y pueden promover infecciones nosocomiales. Para abordar este reto, en este estudio proponemos nanocompuestos de óxido de grafeno/cobre (GO/Cu) como materiales antibacterianos que pueden sustituir a los antibióticos existentes. Los nanocompuestos GO/Cu se caracterizan por microscopía electrónica de transmisión y microscopía electrónica de barrido. Muestran que las nanopartículas de cobre (Cu) están bien desarrolladas en las láminas de óxido de grafeno. Además, se utiliza un método de caldo de microdilución para confirmar la eficacia de la sustancia antimicrobiana contra Staphylococcus aureus (SARM) y Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) resistentes a la meticilina, que frecuentemente están implicadas en infecciones nosocomiales. En concreto, el 99,8% de MRSA y el 84,7% de P. aeruginosa son eliminados por 500 μg/mL de nanocomposites GO/Cu. Los nanocompuestos metálicos pueden erradicar las bacterias resistentes a los antibióticos mediante la liberación de iones, la formación de especies reactivas de oxígeno y el daño físico de las bacterias. Este estudio demuestra el potencial de los nanocompuestos antibacterianos GO/Cu en la erradicación de bacterias resistentes a los antibióticos.
Introducción
Las infecciones bacterianas tienen un impacto significativo en la salud pública. Las bacterias patógenas, en particular, pueden evadir los mecanismos protectores del cuerpo ycausar enfermedades. Los antibióticos se usan ampliamente para tratar infecciones bacterianas. Sin embargo, el uso inadecuado de antibióticos ha precipitado la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos. En la actualidad, las infecciones nosocomiales atribuibles a bacterias resistentes a los antibióticos han causado complicaciones notables en los establecimientos de salud2. Desafortun....
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Protocolo
1. Preparación de los nanocompuestos GO/Cu
NOTA: El tamaño y la morfología de las nanopartículas de Cu que crecen en las nanohojas de GO están determinados por el grado de oxidación de GO, la concentración del precursor de Cu y la concentración del agente reductor26.
- Prepare 10 mL de suspensión de GO de 1 mg/mL en un frasco de vidrio. Sonicar la suspensión de GO durante 1 h hasta que el GO esté bien disperso en agua destilada (DI).
- Prepare una solución de 20 mM de CuCl2 en un vial de vidrio. Sonicar la solución de CuCl2 hasta que el CuCl2 esté bien....
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Resultados
Se realizaron análisis de microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS) para confirmar la formación de nanocompuestos GO/Cu. La Figura 1A, B muestra que se cultivaron nanopartículas heterogéneas de Cu en las láminas de GO. Como se muestra en la Figura 1C, el mapeo EDS confirmó que las partículas en la lámina de GO eran nanopartículas de Cu.
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Discusión
En este trabajo se presenta un método sencillo y de bajo costo para la preparación de nanohojas de GO depositadas con nanopartículas de Cu, que sería un método potencialmente eficiente para erradicar bacterias resistentes a antibióticos. El paso crítico en la síntesis de nanocompuestos GO/Cu es dispersar completamente GO y CuCl2 en la solución y mantener una temperatura elevada mientras se mezclan. Además, el paso redox debe realizarse rápidamente porque el agente reductor pro.......
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Divulgaciones
El Dr. Jonghoon Choi es el director ejecutivo y fundador, y el Dr. Yonghyun Choi es el director de tecnología del Instituto de Tecnología Feynman de Nanomedicine Corporation.
Agradecimientos
Esta investigación fue apoyada por la beca de investigación de la Universidad Chung-Ang en 2022 (durante el año sabático del profesor Jonghoon Choi). Esta investigación también fue apoyada por el Programa de Investigación en Ciencias Básicas a través de la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF), financiado por el Ministerio de Educación (No. RS-2023-00275006), y la subvención del Instituto de Industria y Tecnología del Medio Ambiente de Corea (KEITI) financiada por el Ministerio de Medio Ambiente de Corea (MOE) (No. 2022002980003). El SARM clínico y P. aeruginosa se obtuvieron del Hospital Universitario de Chung-A....
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Antibiótico-Antimicótico | Gibco | 15240062 | |
| Cepas bacterianas MDR clínicas | Hospital Universitario Chung-Ang (Seúl, Corea del Sur) | ||
| Duksan | 10125-13-0 | ||
| FE-SEM) | Carl Zeiss | SIGMA | |
| Óxido de grafeno | Sigma | 796034 | |
| borohidruro de sodio | Sigma | 71320 | |
| Microscopía electrónica de transmisión (TEM) | JEOL | JEM-2100 | |
| Agar de Soja Tríptico | BD difco | 236950 | |
| Caldo de Soja Tríptico | BD difco | 211825 |
Referencias
- Doron, S., Gorbach, S. L. Bacterial infections: Overview. International Encyclopedia of Public Health. , 273-282 (2008).
- Van Duin, D., Paterson, D. L. Multidrug-resistant bacteria in the community: An update. Infect Dis Clin North Am. 34 (4), 709-722 (2020).
- Bla....
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Reimpresiones y permisos
