Name: エッセンシャルオイルのナノハーブカプセル化を使用した抗菌ファブリック (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-07T14:35:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: 学ぶナノハーブカプセル化を用いた抗菌ファブリックの開発法。チトサンナノ粒子でカルバクロールやチモールを封入し、4種の病原体に対して99.99%の抗菌効果を示すラボコート用素材の作製と評価手法を解説する。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

この研究は、カナダのセンテニアルカレッジの「応用研究、イノベーション、起業家精神サービス」(ARIES)によって資金提供されました。

1. ナノ粒子の調製
<ol><li>ナノハーブカプセル化<ol><li>50 mLの1%(v / v)酢酸を準備します。 注意: 氷酢酸は刺激物であり、重度の皮膚火傷や目の損傷を引き起こす可能性があります。全身の白衣、ニトリル手袋、ゴーグルを着用し、ヒュームフードの下で作業します。</li>
		<li>0.6 gのキトサンフレーク(中分子量)を50 mLの1%酢酸(上記で調製)に溶解することにより、キトサン溶液(1.2%w / v)を調製します。室温(R / T)で一晩攪拌(O / N)して、均質なエマルジョンを得ます。</li>
		<li>Tween 80を0.5 g加え、60°Cで2時間攪拌(1,000 rpm)して均一な溶液を得ます。生理活性化合物(カルバクロールまたはチモール)を加える前に、溶液をR / Tに持ってきてください。</li>
		<li>0.75 gのカルバクロール(またはチモール)を滴下または徐々に加え、混合物をR / Tで20分間攪拌(1,000 rpm)します。キトサンと生理活性化合物の重量比は1:1.25です。</li>
		<li>R / Tで攪拌しながら、50 mL(0.5%w / v)のTPPを混合物に滴下し、30分間攪拌を続け、均一なエマルジョンを得ます。</li>
		<li>同じ手順に従って、生理活性化合物を追加せずにネガティブコントロールを準備します。</li>
	</ol></li>
	<li>浄化<ol><li>エマルジョンを10,000 × g で4°Cで30分間遠心分離し、上清をデカントした後に形成されたNP(ペレット)を回収します。カプセル化の有効性をテストするために上清を予約します。</li>
		<li>形成されたペレットの体積の2倍のTween 80(1% v / v)を使用して粒子を洗浄し(ステップ1.2.1から)、未結合または遊離の生理活性化合物を除去します。各洗浄ステップで均質な溶液が形成されるまで、ボルテックスによってペレットを乱してください。</li>
		<li>粒子(ステップ1.2.2から)を脱イオン水で2回洗浄して、不純物を取り除きます。</li>
		<li>ペレットを(ステップ1.2.3から)30 mLの脱イオン水に再懸濁して、NPを再構成します。NPを4°Cで最大6か月間保管します。 注: この段階でテストを一時停止できます。</li>
	</ol></li>
	<li>評価<ol><li>250〜400 nmの紫外可視(UV-Vis)測定値が範囲内に入るまで、NPを脱イオン水で希釈します(吸光度&gt;1)。</li>
		<li>UV-Vis分光光度計を使用して、250〜400nmの範囲の波長にわたってNPのUV-Vis吸収スペクトルを記録します。</li>
		<li>NPのアリコート(1 mL)をR / Tで一定期間(1〜6か月など)保管し、新しいサンプルと一緒にシリンダープレート法で抗菌効果をテストします。</li>
	</ol></li>
	<li>布地へのコーティング<ol><li>パッドドライキュア法7,21を使用して、綿織物にNPを適用します。<ol><li>布地見本を、布製バインダーと混合したNPを含む溶液に浸すまで3分間浸します。次に、見本を2ローラーの実験パダーに通して、余分な液体を取り除きます。</li>
			<li>見本を100°Cで30分間オーブン乾燥し、130°Cで10分間硬化させます。</li>
			<li>最後に、スウォッチを超音波浴で15分間洗浄して、結合していないNPを除去します。 注: または、以下で説明する簡略化された方法に従ってください。</li>
		</ol></li>
		<li>綿生地(または白衣見本)を10 cm x 10 cmの正方形にカットします。</li>
		<li>カットピースを合成したNP(10%)の2 mLにプラスチック容器(12 cm x 12 cm)にR / Tで2分間浸し、風乾して余分な液体を取り除きます。</li>
		<li>100°Cで3分間加熱プレスしてNPを結合させます。</li>
		<li>Tween 80水溶液(2% w/v)ですすいで結合していないNPを取り除き、オーブンで100°Cで30分間乾燥させます。 注意: この抗菌生地は、R / Tで2年間保存できます。</li>
	</ol></li>
	<li>洗濯耐久性<ol><li>生地を50 mm x 50 mmの正方形の見本にカットします。</li>
		<li>ガラス/プラスチック容器に入った50mLの温かい水道水(40°C)に見本を入れ、通常の洗剤(非抗菌剤)を2滴加えます。</li>
		<li>ロッキングプラットフォームシェーカーまたはマグネチックスターラーで30分間すすぎます。</li>
		<li>風乾するか、60°Cで2時間インキュベートし、抗菌効果をテストします。</li>
	</ol></li>
</ol>2. ナノ粒子スクリーニングのためのシリンダープレートアッセイ
<ol><li>メーカーの指示に従って、トリプチカーゼ大豆寒天培地(TSA)、トリプチカーゼ大豆ブロス(TSB)、抗生物質塩基寒天培地(ABA)、および抗生物質種子寒天培地(ASA)を準備し、121°Cで15psiで15分間オートクレーブ滅菌して培地を滅菌します。</li>
	<li>有効性試験が行われる対象の微生物を、新たに調製したTSAプレート(または任意の適切な培地)上で三元ストリークプレート法により継代培養し、インキュベートして純度プレートを製造する。(推奨種: 黄色ブドウ球菌、 大腸菌、 緑膿菌、 およびアルビカンス菌。</li>
	<li>新鮮な純度プレートからTSB(10 mLチューブ)の培養物を35°C O/Nで適度に振とう(100-200 rpm)しながら接種します。</li>
	<li>溶融ASAを各々の試験管に5.0mL分注する。チューブの数は、試験した微生物の数に対応します。</li>
	<li>滅菌済みの溶融ABA20 mLを各ペトリプレート(100 mm x 20 mm)に無菌的に注ぎ、ベース層を形成します。寒天プレートの数は、試験する微生物の数に対応する。メディアが固まるまで待ちます。</li>
	<li>ベース層が固化した後、ステップ2.3の一晩培養(1.0 mL、35°Cに予温)を各溶融ASAに接種し、直ちに内容物(ASAと培養液の混合物)をABAプレートの表面に移します。プレートを旋回させて、溶融寒天層を均等に分配します。シードレイヤーが滑らかで、隆起や気泡がないことを確認します。</li>
	<li>滅菌ピンセットを使用して、寒天プレートごとに最大6本のステンレス製シリンダー(6 mm x 6 mm x 10 mm、オートクレーブ処理済み)を六角形のパターンに等間隔に配置します(図1)。</li>
	<li>抗菌効果をスクリーニングするために、異なる容量(30 μL、50 μL、75 μL、および100 μL)の合成NPをシリンダーにロードします。ネガティブコントロールは、生理活性化合物を含まないものです。</li>
	<li>一般的な細菌性病原体( 大腸菌、 黄色ブドウ球菌、緑 膿菌など)を35°Cで24時間、真菌種( アルビカンス菌など)をR/Tで3日間インキュベートします。</li>
	<li>クリアゾーンの直径を測定し、合成されたNPの有効性を比較します。 注意: このテストは、ファブリックにコーティングするのに最適なNPを事前にスクリーニングするために使用できます。</li>
</ol>3.パラレルストリーク法(AATCC 147から変更)
<ol><li>材料の準備<ol><li>NP処理された生地を50 mm x 25 mmの見本にカットします。</li>
		<li>メーカーの指示に従ってミューラーヒントン寒天培地(MHA)、TSA、およびTSBを準備し、121°C、15psiで15分間オートクレーブ滅菌して培地を滅菌します。</li>
		<li>有効性試験が行われる目的の微生物を、3ウェイストリークプレート法によって新たに調製したTSAプレート(または任意の適切な培地)で継代培養し、細菌染色の場合は35°Cで2日間、真菌株の場合はR / Tで5日間インキュベートして純度プレートを生成します。(推奨種: 黄色ブドウ球菌、 大腸菌、 緑膿菌、 およびアルビカンス菌。</li>
	</ol></li>
	<li>微生物培養のスパイク<ol><li>新鮮な純度プレートからTSB(10 mLチューブ)の培養物を35°C O/Nで適度に振とう(100-200 rpm)しながら接種します。</li>
		<li>O / N培養物を1.5 ×10 8 コロニー形成単位(CFU)/ mLに希釈するか、0.5マクファーランド標準(ほとんどの健康な培養物では通常1/10から1/20希釈)の濁度に対応します。</li>
		<li>上記の希釈培養液を以下のように4 mm滅菌ループを用いて接種する。 図2に従って、ループ状のブロス培養液をロードし、それぞれ長さ6 cm、間隔1 cmの5本の平行なストリークを作成してMHA寒天プレートの表面に移します。ループを補充しないでください。</li>
		<li>滅菌ヘラを使用して布見本を5本の縞をそっと押し、布が中央にくるようにし、5本の縞線すべてに接触させます。35°Cで24時間インキュベートします。</li>
	</ol></li>
	<li>抗菌効果の定性的評価<ol><li>インキュベートされたプレートを調べて、布の端を越えた縞に沿った成長の中断を調べます(クリアゾーンは成長の阻害を示します)。</li>
		<li>式 (1) を使用して、ファブリック見本の両側のストリークライン(W)に沿った抑制ゾーンの平均幅を計算します。 W = (T - D)/2 (1) W =クリアゾーンの幅。T =スウォッチ幅を含むクリアゾーンの全長。D =ファブリック見本の幅(25 mm)。</li>
	</ol></li>
</ol>4. 定量的対数削減法(AATCC 100から変更)
<ol><li>実験準備<ol><li>生地を50 mm x 50 mmの正方形の見本にカットします。</li>
		<li>メーカーの指示に従ってTSA、TSB、Letheenブロス、およびリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を調製し、オートクレーブ滅菌によって培地を滅菌します。</li>
		<li>純度プレートから単離されたコロニーを滅菌TSBに接種し、35°Cで18〜24時間インキュベートすることにより、有効性試験が行われる目的の微生物のO/N培養を準備します(推奨種: 黄色ブドウ球菌、大腸 菌、緑 膿菌、 およびC.アルビカンス)。</li>
	</ol></li>
	<li>微生物培養のスパイク<ol><li>O / N培養物を1.5 × 108 CFU / mLに希釈するか、0.5マクファーランド標準の濁度に対応します(通常、ほとんどの健康な培養物では1 / 10〜1 / 20希釈)。</li>
		<li>以下のように布帛の液体保持能力を測定することにより、スパイクする培養液の適切な量を決定する。<ol><li>一連の量の希釈ブロス培養液(100〜500μLなど)を布見本(別々のペトリプレート内)に追加し、布見本が水を完全に吸収し、残留/遊離液体を残さないように容量を選択します。液体保持能力は、生地の種類や厚さによって異なります。通常の綿白衣の場合、約200μLです。</li>
			<li>各培養液の容量(上記で決定した液体保持能力[200μLなど])を、滅菌ペトリプレートに入れた見本にスパイクします。見本の数は、テストの数(たとえば、洗濯直後および洗濯後にテストされた生地[およびテストされた洗濯サイクル])、および接触時間にわたってテストされた抗菌効果(たとえば、30分、2時間、1〜3日目])に対応します。 注:エアゾールフィルターチップ付きのマイクロピペットを使用して(その後の使用でピペットが汚染されるのを防ぐため)、スウォッチに培養液を均等に接種します。</li>
			<li>ネガティブコントロールには、同じタイプの未処理の生地見本を使用します。対応する各試験微生物種、接触期間、異なる布地、および洗浄サイクルについて陰性対照を実行します。</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>生残プレート数による微生物の回収<ol><li>接種されたスウォッチ(処理済みと未処理の両方)を、テストするために必要な接触期間(たとえば、0分、30分、60分など、または長期的な効果の場合は数日)R / Tでペトリプレート(蓋を半開き)内で風乾させます。即効性と中和効果を表すために、常に「0分」を含めます。</li>
		<li>スウォッチを無菌的に移して滅菌遠心チューブ(50 mL)を分離し、キャップをしっかりとねじ込みます。</li>
		<li>Letheenブロス(関連する中和バッファー)を加えて、1/100希釈します(例:.、200 μLの接種材料に対して19.8 mL)。</li>
		<li>スクリューキャップで遠心管をしっかりと閉じ、中速で1分間ボルテックスします。</li>
		<li>その後の1/10希釈で滅菌PBSで懸濁液を連続的に希釈し、「未処理」群のコロニー数がカウントするには低すぎるようにします(TLTC)。</li>
		<li>希釈液(0.1 mL)を、微生物の増殖をサポートする適切な培地プレート(細菌の場合はTSAや真菌の場合はサブローデキストロース寒天培地[SDA]など)または増殖を最適化し、良好なコントラストを提供してコロニーカウントを正確にする培地にプレートします。</li>
		<li>細菌プレートを35°Cで2日間インキュベートし、真菌プレートをR/Tで5日間インキュベートします。</li>
		<li>コロニーカウンターまたはイメージングソフトウェア(CFU AIなど)を使用して、実行可能なCFUを直接カウントします。</li>
		<li>式(2)を使用して、抗菌布による微生物対数の減少(R)を計算します。 R = <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65187/65187eq01.jpg" style="margin: auto;"> × 100 (2) A = 未処理のファブリックから回収されたCFUの数のログ値。B = 処理済みファブリックから回収されたCFUの数のログ値。</li>
	</ol></li>
</ol>

ナノハーブコーティング生地の抗菌効果

<ol><li>Schmidt-Emrich, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+assay+to+assess+bacterial+adhesion+on+textiles%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Rapid assay to assess bacterial adhesion on textiles.</a> Materials. 9 (4), 249(2016).</li>
<li>Qaday, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+contamination+of+medical+doctors+and+students+white+coats+at+Kilimanjaro+Christian+Medical+Centre%2C+Moshi%2C+Tanzania%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Bacteriology%22%5BJournal%5D)">Bacterial contamination of medical doctors and students white coats at Kilimanjaro Christian Medical Centre, Moshi, Tanzania.</a> International Journal of Bacteriology. 2015, 507890(2015).</li>
<li>Treakle, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+contamination+of+health+care+workers%27+white+coats%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Infection+Control%22%5BJournal%5D)">Bacterial contamination of health care workers' white coats.</a> American Journal of Infection Control. 37 (2), 101-105 (2009).</li>
<li>Wong, D., Nye, K., Hollis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+flora+on+doctors%27+white+coats%5BTitle%5D)+AND+%22BMJ%22%5BJournal%5D)">Microbial flora on doctors' white coats.</a> BMJ. 303 (6817), 1602-1604 (1991).</li>
<li>Gouveia, I. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanobiotechnology%3A+A+new+strategy+to+develop+non-toxic+antimicrobial+textiles+for+healthcare+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Nanobiotechnology: A new strategy to develop non-toxic antimicrobial textiles for healthcare applications.</a> Journal of Biotechnology. (150), 349(2010).</li>
<li>Joshi, M., Ali, S. W., Purwar, R., Rajendran, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecofriendly+antimicrobial+finishing+of+textiles+using+bioactive+agents+based+on+natural+products%5BTitle%5D)+AND+%22Indian+Journal+of+Fibre+and+Textile+Research%22%5BJournal%5D)">Ecofriendly antimicrobial finishing of textiles using bioactive agents based on natural products.</a> Indian Journal of Fibre and Textile Research. 34, 295-304 (2009).</li>
<li>Ahmed, H. A., Rajendran, R., Balakumar, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoherbal+coating+of+cotton+fabric+to+enhance+antimicrobial+durability%5BTitle%5D)+AND+%22Elixir+Applied+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Nanoherbal coating of cotton fabric to enhance antimicrobial durability.</a> Elixir Applied Chemistry. 45, 7840-7843 (2012).</li>
<li>Morais, D. S., Guedes, R. M., Lopes, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+approaches+for+textiles%3A+From+research+to+market%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial approaches for textiles: From research to market.</a> Materials. 9 (6), 498(2016).</li>
<li>Venkatraman, P. D., Sayed, U., Parte, S., Korgaonkar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+advanced+textile+finishes+using+nano-emulsions+from+herbal+extracts+for+organic+cotton+fabrics%5BTitle%5D)+AND+%22Coatings%22%5BJournal%5D)">Development of advanced textile finishes using nano-emulsions from herbal extracts for organic cotton fabrics.</a> Coatings. 11 (8), 939(2021).</li>
<li>Martínez-Hernández, G. B., Amodio, M. L., Colelli, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carvacrol-loaded+chitosan+nanoparticles+maintain+quality+of+fresh-cut+carrots%5BTitle%5D)+AND+%22Innovative+Food+Science+%26+Emerging+Technologies%22%5BJournal%5D)">Carvacrol-loaded chitosan nanoparticles maintain quality of fresh-cut carrots.</a> Innovative Food Science & Emerging Technologies. 41, 56-63 (2017).</li>
<li>Zhang, H. L., Wu, S. H., Tao, Y., Zang, L. Q., Su, Z. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+characterization+of+water-soluble+chitosan+nanoparticles+as+protein+delivery+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Preparation and characterization of water-soluble chitosan nanoparticles as protein delivery system.</a> Journal of Nanomaterials. 2010, 1-5 (2010).</li>
<li>Patel, R., Gajra, B., Parikh, R. H., Patel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ganciclovir+loaded+chitosan+nanoparticles%3A+preparation+and+characterization%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanomedicine+%26+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Ganciclovir loaded chitosan nanoparticles: preparation and characterization.</a> Journal of Nanomedicine & Nanotechnology. 7 (6), 1-8 (2016).</li>
<li>Merodio, M., Arnedo, A., Renedo, M. J., Irache, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ganciclovir-loaded+albumin+nanoparticles%3A+characterization+and+in+vitro+release+properties%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Pharmaceutical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Ganciclovir-loaded albumin nanoparticles: characterization and in vitro release properties.</a> European Journal of Pharmaceutical Sciences. 12 (3), 251-259 (2001).</li>
<li>Hsieh, W. C., Chang, C. P., Gao, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+release+properties+of+Chitosan+encapsulated+volatile+Citronella+Oil+microcapsules+by+thermal+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Controlled release properties of Chitosan encapsulated volatile Citronella Oil microcapsules by thermal treatments.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 53 (2), 209-214 (2006).</li>
<li>Yoksan, R., Jirawutthiwongchai, J., Arpo, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Encapsulation+of+ascorbyl+palmitate+in+chitosan+nanoparticles+by+oil-in-water+emulsion+and+ionic+gelation+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Encapsulation of ascorbyl palmitate in chitosan nanoparticles by oil-in-water emulsion and ionic gelation processes.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 76 (1), 292-297 (2010).</li>
<li>Keawchaoon, L., Yoksan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation%2C+characterization+and+in+vitro+release+study+of+carvacrol-loaded+chitosan+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+and+Surfaces+B%3A+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Preparation, characterization and in vitro release study of carvacrol-loaded chitosan nanoparticles.</a> Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 84 (1), 163-171 (2011).</li>
<li>Cazedey, E. C. L., Salgado, H. R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+validation+of+a+microbiological+agar+assay+for+determination+of+orbifloxacin+in+pharmaceutical+preparations%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Development and validation of a microbiological agar assay for determination of orbifloxacin in pharmaceutical preparations.</a> Pharmaceutics. 3 (3), 572-581 (2011).</li>
<li>Jayapriya, S., Bagyalakshmi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Textile+antimicrobial+testing+and+standards%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Textile+and+Fashion+Technology%22%5BJournal%5D)">Textile antimicrobial testing and standards.</a> International Journal of Textile and Fashion Technology. 4 (1), 2250-2378 (2013).</li>
<li>AATCC 100. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibacterial+Finishes+on+Textile+Materials%3A+Assessment+of+Developed+from+American+Association+of+Textile+Chemists+and+Colorists%5BTitle%5D)+AND+%22AATCC+100%22%5BJournal%5D)">Antibacterial Finishes on Textile Materials: Assessment of Developed from American Association of Textile Chemists and Colorists.</a> AATCC 100. , (2004).</li>
<li>AATCC 147. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+Activity+Assessment+of+Textile+Materials%3A+Parallel+Streak+Method+from+American+Association+of+Textile+Chemists+and+Colorists%5BTitle%5D)+AND+%22AATCC+147%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial Activity Assessment of Textile Materials: Parallel Streak Method from American Association of Textile Chemists and Colorists.</a> AATCC 147. , (2004).</li>
<li>Ortelli, S., Costa, A. L., Dondi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TiO2+nanosols+applied+directly+on+textiles+using+different+purification+treatments%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">TiO2 nanosols applied directly on textiles using different purification treatments.</a> Materials. 8 (11), 7988-7996 (2015).</li>
<li>Poole, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa%3A+resistance+to+the+max%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa: resistance to the max.</a> Frontiers in Microbiology. 2, 65(2011).</li>
<li>Pinho, E., Magalhães, L., Henriques, M., Oliveira, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+activity+assessment+of+textiles%3A+standard+methods+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial activity assessment of textiles: standard methods comparison.</a> Annals of Microbiology. 61 (3), 493-498 (2010).</li>
<li>Venkatraman, P. D., Sayed, U., Parte, S., Korgaonkar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+antimicrobial+finishing+of+organic+cotton+fabrics+using+nano-emulsions+derived+from+Karanja+and+Gokhru+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Textile+Research+Journal%22%5BJournal%5D)">Novel antimicrobial finishing of organic cotton fabrics using nano-emulsions derived from Karanja and Gokhru plants.</a> Textile Research Journal. 92 (23-24), 5015-5032 (2022).</li>
</ol>

著者には利益相反はありません。

殺生物剤の抗菌効果は、細菌を抗菌液に24時間浸漬する最小発育阻止濃度(MIC)や最小殺菌濃度(MBC)などの定量的アッセイによって従来テストされています。ただし、これらのアッセイは、液体界面が不足しており、殺生物剤が布繊維に沿ってゆっくりと拡散するコーティングされた布地には適していません。そのため、AATCC 147、ISO 20645、AATCC 100、JIS L 1902など、多くの標準ファブリックテストが確立されています。Pinhoらによるこれらの標準の比較研究23 は、使用するのに最も適切な方法についてコンセンサスがないことを認めています。この研究では、バイオセーフティラボでの抗菌白衣の使用をよりよく表すためにプロトコルをわずかに変更しました。使用された試験微生物は、以前の研究(未発表)に基づいて、BSL-2ラボの白衣から頻繁に検出された種でした。それらはまた、グラム陽性ヒト病原体(黄色ブドウ球菌)、グラム陰性指標種(大腸菌)、高耐性種(緑膿菌)、および皮膚病原性真菌(C.アルビカンス)など、医薬品試験で一般...

保護白衣は、微生物学研究所や医療施設で必須の個人用保護具(PPE)アイテムであり、病原体、こぼれ、火傷への直接暴露から保護します。これらの綿のコートは多くの要因のために微生物の増殖を促進します-織物は付着部位と通気を提供し、製造工程で使用される綿と澱粉はユーザーからの剥離した上皮細胞とともに栄養素を供給し、ユーザーへの近さは暖かさと湿気を与えます。繊維製品に微生物が蓄積すると、アレルギーや院内感染、不快な臭い、生地の劣化などの健康上の問題を引き起こす可能性もあります1。
通常の衣服とは異なり、多くの調査で見られるように、防護コートはめったに洗われたり消毒されたりしません2,3。多くの研究は、微生物感染の媒介者として作用する白衣の証拠と、医療現場における院内感染のリスクを示しています2,4、特にメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)などの耐性株3。したがって、それらは微生物汚染から保護することを目的としたPPEの健康上の懸念を引き起こします。バイオセーフティレベル2(BSL-2)施設または微生物学教育ラボの文脈における白衣関連感染症に関する十分な横断的研究はありませんが、多くの規制当局は封じ込めレベル内での白衣の使用を制限しています。しかし、北米の多くの学術機関は、施設内での洗濯や保管などの実際的な制約により要件を満たすのに苦労しており、カフェテリアや図書館などの公共エリアで白衣を着用する事件は一般的です。これらの問題に対する実用的な解決策の1つは、繊維仕上げにおける抗菌剤の適用です。
抗菌生地は、主に体臭を減らすことを目的としたスポーツウェア、アクティブウェア、靴下で人気が高まっています。ただし、これらの生地の使用は、一部の銀コーティングされた綿マスクとヘルスケアウェアを除いて、PPE開発では一般的ではありません5。BSL-2ラボで見られる一般的な病原体を抑制し、一般的な病原体の交差汚染から効果的に保護する白衣用の抗菌生地の開発について報告します。
現在、さまざまな抗菌布や仕上げ品が市場に出回っていますが、これらのほとんどは重金属コロイド粒子(銀、銅、亜鉛など)、有機金属、またはトリクロサンや第四級アンモニウム化合物などの合成化学物質を使用しており、環境にやさしくなく1、皮膚の炎症やアレルギーなどの健康問題を引き起こす可能性があります6.一部の合成製剤は、通常の細菌叢や抗菌薬耐性(AMR)の誘導など、非標的微生物が原因で懸念が生じます。米国食品医薬品局(FDA)は、市販の抗菌生地を規制しており、ユーザーに無毒で、生態毒性がないものでなければなりません。したがって、広範囲の微生物を阻害する天然殺生物剤に基づく抗菌布が好ましい。エッセンシャルオイル(EO)は抗菌剤や治療薬として広く使用されていますが、抗菌仕上げでの使用は耐久性のために制限されています6,7,8。ナノハーブ仕上げ8に関する知識と市場調査に基づいて、ハーブベースの抗菌生地は市販されていません。これは、合成コーティングが製造が容易で耐久性が長いためです。研究目的でのみ報告されているいくつかのナノハーブコーティングされたテキスタイルには、ニーム7、モリンガ9、およびカレーの葉9が含まれます。
本研究では、オレガノEOから抽出された2つの生理活性成分、カルバクロールとチモールを使用し、これらは広範囲の細菌性病原体およびウイルスに対して有効であるが、一般にヒトにとって安全であると認識されている10。しかしながら、これらの生理活性成分は揮発性であり、したがって、それらの抗菌能力は布地に直接適用された場合、短命である。ナノハーブカプセル化は、生物活性成分または薬物がポリマーシェル内に装填され、コアを環境劣化から保護し、貯蔵寿命を延ばすプロセスです。さらに、一般に10nmから100nmの範囲の小さなサイズのポリマー粒子は、適用の有効性を高め、布地への生理活性化合物の放出を遅らせる。これらの生理活性化合物は、食品保存10などのさまざまな目的に使用されますが、繊維コーティングには使用されません。
多くのポリマー封止材の中で、キトサンは、非毒性、生分解性、粘膜接着性、生体適合性などの多くの属性により、魅力的な候補です11。それは貝殻および真菌細胞壁に見られるキチンからの脱アセチル化プロセスによって得られる天然多糖類である。薬物またはタンパク質送達11、12、13、制御放出14、および抗菌フィルム10などの生化学的および食品保存用途で使用される。キトサンは水に容易に溶解しませんが、酸性媒体中でコロイド懸濁液を形成します。生理活性分子は、単純な2段階のイオンゲル化法14,15,16によってキトサンナノ粒子(NP)に装填される。このプロセスでは、カルバクロールやチモールなどの疎水性生理活性化合物が水中油型エマルジョンを形成し、界面活性剤Tween 80によって支援されます。続いて、ポリアニオン性化合物であるトリポリリン酸五ナトリウム(TPP)を使用して、ポリカチオン性ポリマー分子に沿ったアミノ基とTPP分子のリン酸基との間の架橋を形成し、複合体を安定化させる。この複合化プロセスは、キトサンのマトリックス内の生理活性化合物を固化させ、その後精製され、綿見本にコーティングされて抗菌生地を生成します。
ナノ製剤は、布地に適用される前に、エマルジョン形態での抗菌効果について最初に試験されなければならない。これは、カービー・バウアーディスク拡散、ウェル拡散、およびシリンダープレートアッセイなどの定性的方法によって簡便に評価することができる。しかしながら、シリンダープレートアッセイ17 は、様々な体積の製剤をロードし、クリアランスゾーンを比較する柔軟性を提供する。この方法では、抗菌製剤をステンレス鋼のシリンダーに装填し、柔らかい寒天層上に置き、試験微生物または病原体を接種します。試験生物に対して産生されるクリアランスゾーンの直径は、抗菌製剤の阻害能に比例するため、ブロス希釈法の代替として使用できます。ただし、クリアゾーンのサイズは、特定の基準が維持されていない限り、特定のプレート内の比較または定性的尺度にすぎません。抗菌剤は、病原体の増殖を阻害する(生物静性)か、細胞を殺す(殺生物性)ことによって病原体に対して作用し、それぞれ最小発育阻止濃度(MIC)および最小殺菌濃度(MBC)によって定量することができる。しかしながら、生理活性化学物質の有効性および挙動は、布帛18などの基材上にコーティングした場合とそれらの製剤(液体状態)において異なる。これは、布地への抗菌剤の付着の安定性、含水率、基質の種類、微生物の付着など、複数の要因が有効性に関与しているためです。意図された目的が静菌活性のみである場合、「パラレルストリーク法」19 などの定性的アッセイは、拡散性抗菌製剤の比較的迅速かつ容易な評価を提供することができます。しかし、殺菌効果を判定する場合は、「繊維材料の抗菌仕上げ評価」20 を採用することで、添加病原菌の対数低減を図ることができます。

<table><tbody><tr><td>酢酸</td><td>ミリポアシグマ</td><td>64-19-7</td><td></td></tr><tr><td>抗生物質塩基寒天</td><td>BD Difco</td><td>DF0270-17-4</td><td>別名 抗生物質培地 2</td></tr><tr><td>抗生物質種子寒天培</td>地 <td>BD Difco</td><td>DF0263-17-3</td><td>別名 抗生物質培地 1</td></tr><tr><td>血液寒天培地 (羊の血液が 5% の栄養寒天培地)</td> <td>CFIA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ブロムクレゾール パープル ラクトース 寒天培</td><td>地から寄贈されました寄贈元:CFIA</td><td></td><td></td></tr><<tr><td>em>Candida albicans</td><td>ATCC The Global Bioresource Center</td><td>ATTC 10231</td><td></td></tr><tr><td>Carvacrol</td><td>Millipore Sigma</td><td>282197 (CAS# 499-75-2)</td><td></td></tr><tr><td>遠心分離機&nbsp;アレルグラX-22R遠心分離機</td><td>ベックマンコールター</td><td>モデル#X-22R</td><td>冷蔵。少なくとも20分、または温度が設定された低い値(例:4°C)に達するまで待ちます。C)冷蔵には時間がかかるため。</td></tr><tr><td>キトサン中分子量(CS)</td><td>ミリポアシグ</td><td>マ448877(CAS#9012-76-4)</td><td></td></tr><tr><td>クラムシェルヒートプレス</td><td>Intiva</td><td>IM1200</td><td></td></tr><tr><td>Escherichia coli(E.coli)</td><td>ATCCCグローバルバイオリソース</td><td>センターATTC 23725</td><td></td></tr><tr><td>インキュベーターThermo</td><td>Scientific</td><td>1205M34</td><td></td></tr><tr><td>Letheenブロス</td><td>BD Difco</td><td>DF0681-17-7</td><td>抗菌効果を中和するために使用されます。異なるメーカーの製品では、Difco製品にすでに追加されているポリソルベート80の追加が必要になる場合があります。</td></tr><tr><td>ミリQ水</td><td>ミリポアシグマ</td><td>ZR0Q16WW</td><td>脱イオン水</td></tr><tr><td>ミューラーヒントン寒天</td><td>BD Difco</td><td>DF0252-17-6</td><td></td></tr><tr><td>トリポリリン酸五ナトリウム(TPP)</td><td>ミリポアシグマ</td><td>238503(CAS#7758-29-4)</td><td></td></tr><tr><td>リン脂質緩衝生理食塩水(PBS)</td><td>Thermo Scientific</td><td>AM9624</td><td></td></tr><tr><td>緑膿菌</td><td>ATCCGlobal Bioresource Center</td><td>ATTC 9027</td><td></td></tr><tr><td>Sabouraud Dextrose Agar</td><td>BD Difco</td><td>DF0109-17-1</td><td></td></tr><tr><td>振とうインキュベーター/サーモシェーカー</td><td>VWR</td><td>Model# SHKA2000</td><td></td></tr><tr><td>Staphylococcus aureus</td><td>ATCC The Global Bioresource Center</td><td>ATTC 6538</td><td></td></tr><tr><td>Thymol</td><td>Millipore Sigma</td><td>T0501 (CAS# 89-83-8)</td><td></td></tr><tr><td>トリプチカーゼ大豆寒天</td><td>BD Difco</td><td>236950</td><td></td></tr><tr><td>トリプチカーゼ大豆ブロス</td><td>BD Difco</td><td>215235</td><td></td></tr><tr><td>Tween 80</td><td>ミリポアシグマ</td><td>STS0204 (CAS # 9005-65-6)</td><td></td></tr> <tr><td>UV-Vis 分光光度計</td><td>Thermo Scientific</td><td>GENESYS 30 (840-277000)</td><td></td></tr></tbody></table>

エッセンシャルオイルのナノハーブカプセル化を使用した抗菌ファブリック

An Antimicrobial Fabric Using Nano-Herbal Encapsulation of Essential Oils

白衣は、病原体、こぼれ、火傷への直接暴露を防ぐための保護服として、バイオハザード研究所や医療施設で広く使用されています。これらの綿ベースの保護コートは、その多孔質性、保湿能力、およびユーザーの体からの暖かさの保持により、微生物の増殖と付着部位に理想的な条件を提供します。いくつかの研究は、病院の衣服や白衣上の病原菌の生存を示しており、微生物感染のベクターとして機能します。
これらの問題を解決するための一般的なアプローチは、繊維仕上げに抗菌剤を適用することですが、多くの合成化学物質の毒性と環境への影響のために懸念が提起されています。進行中のパンデミックはまた、効果的な抗菌薬と環境に優しく毒性のない製剤の調査のための窓を開きました。この研究では、キトサンナノ粒子にカプセル化された2つの天然生理活性化合物、カルバクロールとチモールを使用しており、最大4対数の削減(99.99%)で4つのヒト病原体に対する効果的な保護を保証します。これらの病原体は、バイオハザード研究所で使用される白衣で頻繁に検出されます。
処理された布地はまた、90%の微生物減少で最大10回の洗浄サイクルに耐え、これは意図された使用に十分である。白衣使用の典型的なシナリオをより適切に表すために、既存の標準ファブリックテストに変更を加えました。これらの改良により、抗菌白衣の有効性をより正確に評価し、短時間で中和しなければならない偶発的な微生物流出の運命をシミュレーションすることができます。通常の防護コートと比較して、抗菌白衣での病原体の経時的な蓄積を調査するために、さらなる研究が推奨されます。

合成されたNPの初期スクリーニング 2段階の水中油型乳化技術16に続いて、生理活性化合物(カルバクロールおよびチモール)がキトサンに首尾よくカプセル化された。これは、生物活性化合物を含まないキトサンNPであった対照と比較したそれぞれの生理活性化合物のピーク吸収についてUV-Vis分光光度法によって確認された。構成されたNPは、4°Cで12ヶ月間にわたって均一かつ安定であった。 抗菌効果の初期スクリーニングは、シリンダープレート法によって検証されました(図1)。これは、クリアランスのゾーンが寒天の厚さ、接種材料の強度、試験サンプルの濃度などの複数の要因によって影響を受けるため、定性的な方法です。この目的のために、Kirby-Bauerディスク拡散法やウェル拡散法など、多くのより簡単な方法を使用できますが、シリンダープレート法はNPを希釈することによって濃度を変化させる機会を提供し(図1A)、各シリンダーは最大200μLの試験サンプル量...

抗菌白衣は、病原体の蓄積や偶発的なバイオスピルの相互汚染を防ぎます。ここでは、ナノハーブカプセル化と修正標準試験を使用して肌に優しい抗菌生地を開発するためのプロトコルについて説明し、白衣の典型的な使用法に対する有効性と適合性を正確に評価します。

Lab coats are widely used in biohazard laboratories and healthcare facilities as protective garments to prevent direct exposure to pathogens, spills, and ...

この研究では、白衣の設計に使用できる安全で環境に優しい抗菌生地を開発するためのプロトコルの概要を説明します。この研究は、抗菌布開発の分野における多くの重要な質問に答えています。例えば、処理された布帛中和剤が病原体をどの程度効果的に処理するか。抗菌ファブリック開発における重要な課題は、肌に優しい仕上がりを維持しながら、抗菌効果を損なうことなく、適切な比率の生理活性化合物を選択することです。当社の抗菌ファブリックは、最大4つの対数削減、または単に99.99%の有効性で、4つのヒト病原体に対する効果的な保護を提供します。また、最大90%の有効性を維持しながら、最大10回の洗浄サイクルに耐えます既存の標準的な技術に対するこの方法の主な利点は、抗菌布の有効性を正確に評価するためのシンプルで現実的なアプローチを提供することです。これは、短時間で中和する必要がある偶発的な微生物の流出など、白衣の使用の典型的なシナリオをより適切に表しています。保護コートの製造にこの技術を適用することで、バイオセーフティラボでのバイオハザードリスクと医療現場での院内感染が軽減されます。現在、バイオセーフティレベル2のラボでフルレングスの抗菌白衣をテストしています。私たちの将来の研究課題は、長期的かつ継続的な使用における微生物汚染の防止の有効性に焦点を当てます。

an-antimicrobial-fabric-using-nano-herbal-encapsulation-essential

Research

JoVE Journal

Biology

生物学

遷移金属と炭素の組み合わせから設計されたナノ粒子複合材料を含む媒体を使ったチューブを考えてみましょう。抗生物質耐性のグラム陽性菌とグラム陰性菌を別々のチューブに試験サンプルとして導入します。未処理の細菌を陰性対照として、抗生物質処理済みの細菌を陽性対照として含めましょう。振ってサンプルを培養します。グラム陰性菌では、多孔質の外膜と薄いペプチドグリカン層がナノ粒子の侵入を促進し、膜の破壊を引き起こします。ナノ粒子は活性酸素種の生成を引き起こし、DNA、タンパク質、膜を損傷させ、細菌の死を増加させます。グラム陽性菌では、テイコ酸で濃縮された厚いペプチドグリカン層がナノ粒子の浸透を制限し、細菌の死を抑えます。次に、培地を使って細菌の懸濁液を連続的に希釈します。希釈液を寒天に盛り込み、コロニー形成を促すために培養し、コロニー数を数えます。テストサンプル中のコロニー数は対照群よりも少なく、ナノ粒子の抗菌効果が確認されています。しかし、この効果はグラム陰性菌の方がグラム陽性菌よりも強かった。...

病原性細菌に対するナノ粒子複合体の抗菌活性の評価

この原稿を作製し、ひと免疫不全ウイルス 1 型感染に対して強力な接着剤や抗ウイルス活性を示す Griffithsin 変更ポリ (乳酸グリコール酸) 電極として繊維を特徴付けるプロシージャを記述します。生体外で。合成に使用するメソッド表面変更、共役, 結果として得られる形態の特徴し、繊維の表面改質から Griffithsin...

作製と評価 Griffithsin 変更繊維足場の防止のため性的感染

このレポートはコットン生地にポルフィリン修飾多孔質 organosilicate 吸着剤の析出のため電子レンジが開始のアプローチの詳細をこれから生じる生地の 2-クロロエチル エチル硫化 (CEES)...

ファブリックのサポートに多孔質吸着剤の成

本研究では多層カーボンナノ...

銀ナノ粒子とその抗菌活性と細胞毒性の評価変更多層カーボンナノ チューブの合成

先端材料の抗菌性の特性のためのプロトコルを提案します。お互いを補完する 2 つの方法によって材料表面に抗菌活性を測定するここでは、: 1 つは寒天ディスク拡散テストに基づいており、他の ISO 22196:2007...

バイオ エンジニア リング アプリケーション用先端材料の抗菌特性

ナノ粒子やナノ構造表面の抗菌活性を in vitro...

in vitroでのナノ粒子およびナノ構造表面の抗菌活性の評価

フォトルミネッセンスは、現在使用されている最も効果的な認証メカニズムの1つです。固有のフォトルミネッセンス特性を持つ天然由来の素材を利用および強化し、それらを布地の基材に組み込むことで、スマートアプリケーション向けのグリーンで持続可能で機能的なテキスタイルの開発につながる可能性があります。...

キトサンを介したエネルギー移動によるクルクマ・ロンガ抽出物のフォトルミネッセンスの向上(Enhanced Photoluminescence of Curcuma longa Extracts via Kitosan-Mediated Energy Transfer for Textile Authentication Applications)

ここでは、抗菌ナノ材料として酸化グラフェン/銅(GO/Cu)ナノコンポジットを紹介します。GO/Cuナノコンポジットの抗菌効果は、抗生物質耐性のグラム陽性菌とグラム陰性菌の両方に対して評価されました。...

抗菌酸化グラフェン/銅ナノ複合材料の作製

本プロトコルは、細菌殺菌活性モデリングと組合せ相互作用アッセイを用いて、微生物制御を改善し全体的な殺菌剤使用量を減らす相乗効果を特定することを目的とした、植物化学物質が従来の殺菌剤の殺菌効果をどのように強化できるかを評価する体系的な枠組みを提供します。...

in vitro 植物由来分子が従来の殺生物剤に与える増強効果の評価

滴タイトルセルのカプセル化

学ぶナノハーブカプセル化を用いた抗菌ファブリックの開発法。チトサンナノ粒子でカルバクロールやチモールを封入し、4種の病原体に対して99.99%の抗菌効果を示すラボコート用素材の作製と評価手法を解説する。

エッセンシャルオイルのナノハーブカプセル化を使用した抗菌ファブリック

さらに動画を探す