Name: Ocena aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych in vitro (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-21T14:40:00.000+00:00
Duration: 11 min 52 s
Description: Poznaj metody oceny aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych in vitro. Techniki te zapewniają spójne i porównywalne wyniki dla różnych materiałów nanocząstek oraz gatunków mikroorganizmów.

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

Autorzy doceniają wsparcie finansowe od U.S. National Science Foundation (nagroda NSF CBET 1512764 i NSF PIRE 1545852), National Institutes of Health (NIH NIDCR 1R03DE028631), University of California (UC) Regents Faculty Development Fellowship, Committee on Research Seed Grant (Huinan Liu) oraz UC-Riverside Graduate Research Mentorship Program Grant przyznany Patricii Holt-Torres. Autorzy doceniają pomoc udzieloną przez Centralny Ośrodek Zaawansowanej Mikroskopii i Mikroanalizy (CFAMM) na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside w zakresie stosowania SEM/EDS oraz dr Perry Cheung w zakresie stosowania XRD. Autorzy chcieliby również podziękować Morgan Elizabeth Nator i Samhitha Tumkur za ich pomoc w eksperymentach i analizach danych. Wszelkie opinie, ustalenia, wnioski lub zalecenia wyrażone w tym artykule są opiniami autorów i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy National Science Foundation lub National Institutes of Health.

<ol><li>Haque, M., Sartelli, M., McKimm, J., Abu Bakar, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Health+care-associated+infections+-+An+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Infection+and+Drug+Resistance%22%5BJournal%5D)">Health care-associated infections - An overview.</a> Infection and Drug Resistance. 11, 2321-2333 (2018).</li>
<li>O'Connell, K. M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combating+multidrug-resistant+bacteria%3A+Current+strategies+for+the+discovery+of+novel+antibacterials%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie%22%5BJournal%5D)">Combating multidrug-resistant bacteria: Current strategies for the discovery of novel antibacterials.</a> Angewandte Chemie. 52 (41), 10706-10733 (2013).</li>
<li>Li, B., Webster, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacteria+antibiotic+resistance%3A+New+challenges+and+opportunities+for+implant-associated+orthopedic+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Orthopaedic+Research%22%5BJournal%5D)">Bacteria antibiotic resistance: New challenges and opportunities for implant-associated orthopedic infections.</a> Journal of Orthopaedic Research. 36 (1), 22-32 (2018).</li>
<li>Yung, D. B. Y., Sircombe, K. J., Pletzer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Friends+or+enemies%3F+The+complicated+relationship+between+Pseudomonas+aeruginosa+and+Staphylococcus+aureus%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Friends or enemies? The complicated relationship between Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus.</a> Molecular Microbiology. 116 (1), 1-15 (2021).</li>
<li>Adams, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rifamycin+antibiotics+and+the+mechanisms+of+their+failure%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Antibiotics%22%5BJournal%5D)">Rifamycin antibiotics and the mechanisms of their failure.</a> The Journal of Antibiotics. 74 (11), 786-798 (2021).</li>
<li>Harding, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((WHO+global+progress+report+on+tuberculosis+elimination%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet.+Respiratory+Medicine%22%5BJournal%5D)">WHO global progress report on tuberculosis elimination.</a> The Lancet. Respiratory Medicine. 8 (1), 19(2020).</li>
<li>Baptista, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nano-strategies+to+fight+multidrug+resistant+bacteria-%26%2334%3BA+battle+of+the+titans%26%2334%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Nano-strategies to fight multidrug resistant bacteria-&#34;A battle of the titans&#34.</a> Frontiers in Microbiology. 9, 1441(2018).</li>
<li>Seong, M., Lee, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticles+against+Salmonella+enterica+serotype+typhimurium%3A+Role+of+inner+membrane+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticles against Salmonella enterica serotype typhimurium: Role of inner membrane dysfunction.</a> Current Microbiology. 74 (6), 661-670 (2017).</li>
<li>Dasgupta, N., Ramalingam, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticle+antimicrobial+activity+explained+by+membrane+rupture+and+reactive+oxygen+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticle antimicrobial activity explained by membrane rupture and reactive oxygen generation.</a> Environmental Chemistry Letters. 14, 477-485 (2016).</li>
<li>Su, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+disruption+of+bacterial+membrane+integrity+through+ROS+generation+induced+by+nanohybrids+of+silver+and+clay%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The disruption of bacterial membrane integrity through ROS generation induced by nanohybrids of silver and clay.</a> Biomaterials. 30 (30), 5979-5987 (2009).</li>
<li>Cui, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+molecular+mechanism+of+action+of+bactericidal+gold+nanoparticles+on+Escherichia+coli%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The molecular mechanism of action of bactericidal gold nanoparticles on Escherichia coli.</a> Biomaterials. 33 (7), 2327-2333 (2012).</li>
<li>Ranjan, S., Ramalingam, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Titanium+dioxide+nanoparticles+induce+bacterial+membrane+rupture+by+reactive+oxygen+species+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Titanium dioxide nanoparticles induce bacterial membrane rupture by reactive oxygen species generation.</a> Environmental Chemistry Letters. 14, 487-494 (2016).</li>
<li>Kadiyala, U., Turali-Emre, E. S., Bahng, J. H., Kotov, N. A., VanEpps, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unexpected+insights+into+antibacterial+activity+of+zinc+oxide+nanoparticles+against+methicillin+resistant+Staphylococcus+aureus+%28MRSA%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Unexpected insights into antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles against methicillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA).</a> Nanoscale. 10 (10), 4927-4939 (2018).</li>
<li>Zhang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+bioresorbable+Mg-Zn-Ca+alloy+for+bone+repair+in+a+comparison+study+with+Mg-Zn-Sr+alloy+and+pure+Mg%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomaterials+Science+and+Engineering%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial bioresorbable Mg-Zn-Ca alloy for bone repair in a comparison study with Mg-Zn-Sr alloy and pure Mg.</a> ACS Biomaterials Science and Engineering. 6 (1), 517-538 (2020).</li>
<li>Lock, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Degradation+and+antibacterial+properties+of+magnesium+alloys+in+artificial+urine+for+potential+resorbable+ureteral+stent+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Degradation and antibacterial properties of magnesium alloys in artificial urine for potential resorbable ureteral stent applications.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 102 (3), 781-792 (2014).</li>
<li>Lin, J., Nguyen, N. -Y. T., Zhang, C., Ha, A., Liu, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+properties+of+MgO+nanostructures+on+magnesium+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Omega%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial properties of MgO nanostructures on magnesium substrates.</a> ACS Omega. 5 (38), 24613-24627 (2020).</li>
<li>Nguyen, N. -Y. T., Grelling, N., Wetteland, C. L., Rosario, R., Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+activities+and+mechanisms+of+magnesium+oxide+nanoparticles+%28nMgO%29+against+pathogenic+bacteria%2C+yeasts%2C+and+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial activities and mechanisms of magnesium oxide nanoparticles (nMgO) against pathogenic bacteria, yeasts, and biofilms.</a> Scientific Reports. 8 (1), 16260(2018).</li>
<li>Bindhu, M. R., Umadevi, M., Micheal, M. K., Arasu, M. V., Al-Dhabi, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+morphological+and+optical+properties+of+MgO+nanoparticles+for+antibacterial+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Letters%22%5BJournal%5D)">Structural morphological and optical properties of MgO nanoparticles for antibacterial applications.</a> Materials Letters. 166, 19-22 (2016).</li>
<li>He, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+on+the+mechanism+of+antibacterial+action+of+magnesium+oxide+nanoparticles+against+foodborne+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanobiotechnology%22%5BJournal%5D)">Study on the mechanism of antibacterial action of magnesium oxide nanoparticles against foodborne pathogens.</a> Journal of Nanobiotechnology. 14 (1), 54(2016).</li>
<li>Zhang, K., An, Y., Zhang, L., Dong, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+of+controlled+nano-MgO+and+investigation+of+its+bactericidal+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Chemosphere%22%5BJournal%5D)">Preparation of controlled nano-MgO and investigation of its bactericidal properties.</a> Chemosphere. 89 (11), 1414-1418 (2012).</li>
<li>Hayat, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+antibiofilm+and+anti-adhesion+effects+of+magnesium+oxide+nanoparticles+against+antibiotic+resistant+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiology+and+Immunology%22%5BJournal%5D)">In vitro antibiofilm and anti-adhesion effects of magnesium oxide nanoparticles against antibiotic resistant bacteria.</a> Microbiology and Immunology. 62 (4), 211-220 (2018).</li>
<li>Dong, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+Mg%28OH%292+nanoparticles+as+an+antibacterial+agent%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Nanoparticle+Research%22%5BJournal%5D)">Investigation of Mg(OH)2 nanoparticles as an antibacterial agent.</a> Journal of Nanoparticle Research. 12, 2101-2109 (2010).</li>
<li>Halbus, A. F., Horozov, T. S., Paunov, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+antimicrobial+action+of+surface+modified+magnesium+hydroxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Biomimetics%22%5BJournal%5D)">Controlling the antimicrobial action of surface modified magnesium hydroxide nanoparticles.</a> Biomimetics. 4 (2), 41(2019).</li>
<li>Pan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+antibacterial+activity+and+related+mechanism+of+a+series+of+Nano-Mg%28OH%292%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Investigation of antibacterial activity and related mechanism of a series of Nano-Mg(OH)2.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 5 (3), 1137-1142 (2013).</li>
<li>Ipe, D. S., Kumar, P. T. S., Love, R. M., Hamlet, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticles+at+biocompatible+dosage+synergistically+increases+bacterial+susceptibility+to+antibiotics%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticles at biocompatible dosage synergistically increases bacterial susceptibility to antibiotics.</a> Frontiers in Microbiology. 11, 1074(2020).</li>
<li>Parvekar, P., Palaskar, J., Metgud, S., Maria, R., Dutta, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+minimum+inhibitory+concentration+%28MIC%29+and+minimum+bactericidal+concentration+%28MBC%29+of+silver+nanoparticles+against+Staphylococcus+aureus%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterial+Investigations+in+Dentistry%22%5BJournal%5D)">The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) of silver nanoparticles against Staphylococcus aureus.</a> Biomaterial Investigations in Dentistry. 7 (1), 105-109 (2020).</li>
<li>Loo, Y. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+antimicrobial+activity+of+green+synthesized+silver+nanoparticles+against+selected+gram-negative+foodborne+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">In vitro antimicrobial activity of green synthesized silver nanoparticles against selected gram-negative foodborne pathogens.</a> Frontiers in Microbiology. 9, 1555(2018).</li>
<li>Ali, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microwave+accelerated+green+synthesis+of+stable+silver+nanoparticles+with+Eucalyptus+globulus+leaf+extract+and+their+antibacterial+and+antibiofilm+activity+on+clinical+isolates%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Microwave accelerated green synthesis of stable silver nanoparticles with Eucalyptus globulus leaf extract and their antibacterial and antibiofilm activity on clinical isolates.</a> PLoS One. 10 (7), e0131178(2015).</li>
<li>Al-Jumaili, A., Alancherry, S., Bazaka, K., Jacob, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+on+the+antimicrobial+properties+of+carbon+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Review on the antimicrobial properties of carbon nanostructures.</a> Materials. 10 (9), 1066(2017).</li>
<li>MTI Corporation. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%2280L+NTRL+Certified+Convection+Drying+Oven+%2818%22x16%22x18%22%2C+250%C2%B0C%29+with+Digital+Temperature+Controller+%28SSP%29+-+BPG-7082%22">80L NTRL Certified Convection Drying Oven (18"x16"x18", 250°C) with Digital Temperature Controller (SSP) - BPG-7082</a>. , https://www.mtixtl.com/BPG-7082.aspx (2022).</li>
<li>CHEBI. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Tris+%28CHEBI%3A9754%29%22">Tris (CHEBI:9754)</a>. , https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;?chebiId=CHEBI:9754 (2023).</li>
<li>Cold Spring Harbor Protocols. Phosphate buffer. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Cold+Spring+Harbor+Laboratory+Press%22">Cold Spring Harbor Laboratory Press</a>. , (2016).</li>
<li>Barat, R., Montoya, T., Seco, A., Ferrer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modelling+biological+and+chemically+induced+precipitation+of+calcium+phosphate+in+enhanced+biological+phosphorus+removal+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Modelling biological and chemically induced precipitation of calcium phosphate in enhanced biological phosphorus removal systems.</a> Water Research. 45, 3744-3752 (2011).</li>
<li>Carlsson, H., Aspegren, H., Lee, N., Hilmer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calcium+phosphate+precipitation+in+biological+phosphorus+removal+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Calcium phosphate precipitation in biological phosphorus removal systems.</a> Water Research. 31 (5), 1047-1055 (1997).</li>
<li>Gonzalez, J., Hou, R. Q., Nidadavolu, E. P. S., Willumeit-Römer, R., Feyerabend, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnesium+degradation+under+physiological+conditions+-+Best+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Bioactive+Materials%22%5BJournal%5D)">Magnesium degradation under physiological conditions - Best practice.</a> Bioactive Materials. 3 (2), 174-185 (2018).</li>
<li>Oyane, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+assessment+of+revised+simulated+body+fluids%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Materials+Research.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Preparation and assessment of revised simulated body fluids.</a> Journal of Biomedical Materials Research. Part A. 65 (2), 188-195 (2003).</li>
<li>Xia, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amyloid+histology+stain+for+rapid+bacterial+endospore+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Amyloid histology stain for rapid bacterial endospore imaging.</a> Journal of Clinical Microbiology. 49 (8), 2966-2975 (2011).</li>
<li>Pankey, G. A., Sabath, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+relevance+of+bacteriostatic+versus+bactericidal+mechanisms+of+action+in+the+treatment+of+Gram-positive+bacterial+infections%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Infectious+Diseases%22%5BJournal%5D)">Clinical relevance of bacteriostatic versus bactericidal mechanisms of action in the treatment of Gram-positive bacterial infections.</a> Clinical Infectious Diseases. 38 (6), 864-870 (2004).</li>
<li>Ribeiro, M., Monteiro, F. J., Ferraz, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infection+of+orthopedic+implants+with+emphasis+on+bacterial+adhesion+process+and+techniques+used+in+studying+bacterial-material+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Biomatter%22%5BJournal%5D)">Infection of orthopedic implants with emphasis on bacterial adhesion process and techniques used in studying bacterial-material interactions.</a> Biomatter. 2 (4), 176-194 (2012).</li>
</ol>

Autorzy nie pozostają w konflikcie interesów.

Przedstawiliśmy cztery metody in vitro (A-D) charakteryzujące działanie przeciwbakteryjne nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych. Chociaż każda z tych metod określa ilościowo wzrost i żywotność bakterii w czasie w odpowiedzi na nanomateriały, istnieją pewne różnice w metodach stosowanych do pomiaru początkowej gęstości wysiewu bakterii, wzrostu i żywotności w czasie. Trzy z tych metod, metoda bezpośredniej hodowli (A)17, metoda hodowli bezpośredniej (C)14 ora...

W samych Stanach Zjednoczonych 1,7 miliona osób rocznie zapada na zakażenie szpitalne (HAI), przy czym jedna na 17 z tych infekcji kończy się śmiercią1. Ponadto szacuje się, że koszty leczenia zakażeń szpitalnych wynoszą od 28 miliardów do 45 miliardów dolarów rocznie1,2. Te zakażenia związane z opieką szpitalną są zdominowane przez oporne na metycylinę Staphylococcus aureus (MRSA)3,4 i Pseudomonas aeruginosa4, które są zwykle izolowane z przewlekłych zakażeń ran i zwykle wymagają intensywnego leczenia i czasu, aby uzyskać korzystny wynik leczenia.
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat opracowano wiele klas antybiotyków do leczenia infekcji związanych z tymi i innymi bakteriami chorobotwórczymi. Na przykład analogi ryfamycyny były stosowane w leczeniu MRSA, innych zakażeń Gram-dodatnich i Gram-ujemnych oraz zakażeń Mycobacterium spp. 5. W latach dziewięćdziesiątych XX wieku, aby skutecznie leczyć coraz większą liczbę zakażeń M. tuberculosis, połączono dodatkowe leki z analogami ryfamycyny, aby zwiększyć ich skuteczność. Jednak około 5% przypadków M. tuberculosis pozostaje opornych naryfampicynę5,6, a obawy dotyczące bakterii wielolekoopornych rosną 7. Obecnie stosowanie samych antybiotyków może nie być wystarczające w leczeniu zakażeń szpitalnych, co sprowokowało ciągłe poszukiwania alternatywnych terapii przeciwdrobnoustrojowych1.
Metale ciężkie, takie jak srebro (Ag)8,9,10 i złoto (Au)11, oraz ceramika, taka jak dwutlenek tytanu (TiO2)12 i tlenek (ZnO)13, w postaci nanocząstek (NP) (AgNP, AuNP, TiO2NP i ZnONP) zostały przebadane pod kątem ich aktywności przeciwdrobnoustrojowej i zostały zidentyfikowane jako potencjalne alternatywy dla antybiotyków. Ponadto materiały bioresorbowalne, takie jak stopy magnezu (stopy Mg)14,15,16, nanocząstki tlenku magnezu17,18,19,20,21, oraz nanocząstki wodorotlenku magnezu [odpowiednio nMgO i nMg(OH)2]22,23,24, również zostały sprawdzone. Jednak w poprzednich badaniach przeciwdrobnoustrojowych nanocząstek stosowano niespójne materiały i metody badawcze, co skutkowało danymi, które są trudne lub niemożliwe do porównania, a czasami mają charakter sprzeczny18,19. Na przykład minimalne stężenie hamujące (MIC) i minimalne stężenie bakteriobójcze (MBC) nanocząstek srebra różniły się znacznie w różnych badaniach. Ipe i wsp.25 ocenili aktywność przeciwbakteryjną AgNP o średniej wielkości cząstek ~26 nm, aby określić wartości MIC przeciwko bakteriom Gram-dodatnim i Gram-ujemnym. Zidentyfikowane wartości MIC dla P. aeruginosa, E. coli, S. aureus i MRSA wynosiły odpowiednio 2 μg/ml, 5 μg/ml, 10 μg/ml i 10 μg/ml. Z kolei Parvekar i in.26 ocenili AgNP o średniej wielkości cząstek 5 nm. W tym przypadku stwierdzono, że MIC AgNP i MBC 0,625 mg/ml są skuteczne przeciwko S. aureus. Ponadto Loo i wsp.27 ocenili AgNP o wielkości 4,06 nm. Gdy E. coli była wystawiona na działanie tych nanocząstek, MIC i MBC wynosiły 7,8 μg/ml. Na koniec Ali i wsp.28 zbadali właściwości przeciwbakteryjne sferycznych AgNP o średniej wielkości 18 nm. Gdy P. aeruginosa, E. coli i MRSA zostały wystawione na działanie tych nanocząstek, MIC został zidentyfikowany odpowiednio na poziomie 27 μg/ml, 36 μg/ml, 27 μg/ml i 36 μg/ml, a MBC zidentyfikowano odpowiednio na poziomie 36 μg/mL, 42 μg/ml i 30 μg/ml.
Chociaż aktywność przeciwbakteryjna nanocząsteczek była intensywnie badana i opisywana w ostatnich dziesięcioleciach, nie ma standardu dla stosowanych materiałów i metod badawczych, które pozwoliłyby na bezpośrednie porównania między badaniami. Z tego powodu przedstawiamy dwie metody, metodę bezpośredniej kohodowli (metoda A) i metodę bezpośredniej ekspozycji (metoda B), w celu scharakteryzowania i porównania aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek przy zachowaniu spójności materiałów i metod.
Oprócz nanocząstek, powierzchnie nanostrukturalne zostały również zbadane pod kątem działania przeciwbakteryjnego. Należą do nich materiały na bazie węgla, takie jak nanoarkusze grafenu, nanorurki węglowe i graphite29, a także czyste stopy Mg i Mg. Każdy z tych materiałów wykazywał co najmniej jeden mechanizm przeciwbakteryjny, w tym fizyczne uszkodzenia błon komórkowych przez materiały na bazie węgla oraz uszkodzenia procesów metabolicznych lub DNA poprzez uwalnianie reaktywnych form tlenu (ROS) podczas degradacji Mg. Ponadto, gdy (Zn) i wapń (Ca) są łączone w tworzeniu stopów Mg, zagęszczenie wielkości ziaren matrycy Mg jest zwiększone, co prowadzi do zmniejszenia adhezji bakteryjnej do powierzchni podłoża w porównaniu z próbkami zawierającymi tylko Mg14. Aby wykazać aktywność przeciwbakteryjną, przedstawiamy metodę hodowli bezpośredniej (metoda C), która określa adhezję bakterii do i wokół materiałów nanostrukturalnych w czasie poprzez ilościowe określenie jednostek tworzących kolonie bakteryjne (CFU) przy bezpośrednim i pośrednim kontakcie powierzchniowym.
Geometria nanostruktur na powierzchniach, w tym rozmiar, kształt i orientacja, może wpływać na bakteriobójcze działanie materiałów. Na przykład Lin et al.16 wytworzyli różne nanostrukturalne warstwy MgO na powierzchniach substratów Mg poprzez anodowanie i osadzanie elektroforetyczne (EPD). Po okresie ekspozycji na powierzchnię nanostrukturalną in vitro, wzrost S. aureus został znacznie zmniejszony w porównaniu z Mg niepoddanym działaniu substancji chemicznej. Wskazywało to na większą siłę działania powierzchni nanostrukturalnej przeciwko adhezji bakteryjnej w porównaniu z niepoddawaną działaniu metalicznej powierzchni Mg. Aby ujawnić różne mechanizmy właściwości przeciwbakteryjnych różnych powierzchni nanostrukturalnych, w artykule omówiono metodę ekspozycji kontaktowej (metoda D), która określa interakcje komórka-powierzchnia w obszarze zainteresowania.
Celem tego artykułu jest przedstawienie czterech metod in vitro, które mają zastosowanie do różnych nanocząstek, powierzchni nanostrukturalnych i gatunków drobnoustrojów. Omówiono kluczowe kwestie dotyczące każdej metody w celu uzyskania spójnych, odtwarzalnych danych w celu porównania. W szczególności do badania właściwości przeciwdrobnoustrojowych nanocząstek stosuje się metodę bezpośredniej hodowli 17 oraz metodę bezpośredniej ekspozycji. Dzięki metodzie bezpośredniej kohodowli można określić minimalne stężenia hamujące i minimalne bakteriobójcze (odpowiednio MIC i MBC 90-99,99) dla poszczególnych gatunków, a najsilniejsze stężenie (MPC) można określić dla wielu gatunków. Dzięki metodzie bezpośredniej ekspozycji, bakteriostatyczne lub bakteriobójcze działanie nanocząstek przy minimalnych stężeniach hamujących można scharakteryzować za pomocą odczytów gęstości optycznej w czasie rzeczywistym. Metoda direct culture14 jest odpowiednia do badania bakterii mających bezpośredni i pośredni kontakt z powierzchniami nanostrukturalnymi. Na koniec przedstawiono metodę focused-contact exposure16 w celu zbadania aktywności przeciwbakteryjnej określonego obszaru na powierzchni nanostrukturalnej poprzez bezpośrednie zastosowanie bakterii i scharakteryzowanie wzrostu bakterii na granicy komórka-nanostruktura. Metoda ta została zmodyfikowana w stosunku do japońskiego standardu przemysłowego JIS Z 2801:200016 i ma na celu skupienie się na interakcjach między drobnoustrojami a powierzchnią i wykluczenie wpływu degradacji próbki masowej w kulturze drobnoustrojów na aktywność przeciwdrobnoustrojową.

<table><tbody><tr><td>Probówka do mikrowirówek 1,5 ml</td><td>Milipore Sigma</td><td>Z336777</td><td></td></tr><tr><td>80 L Certyfikowany piec do suszenia konwekcyjnego NTRL&nbsp;</td><td>MTI Corporation</td><td>BPG-7082</td><td></td></tr> <tr><td>Bufor https://www.mtixtl.com/BPG-7082.aspx(hydroksymetylo)aminometanowy pH 8,5; Bufor Tris&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>42457</td><td></td></tr><tr><td>AnaSpec&nbsp; THIOFLAVIN T ULTRAPURE GRADE</td><td>Fisher Scientific</td><td>50-850-291</td><td></td></tr><tr><td>Aparat cyfrowy ze sprzężeniem ładunku zwielokrotniającego elektrony&nbsp;</td><td>Hamamatsu</td><td>C9100-13</td><td></td></tr><tr><td>Falcon 15 ml rurki stożkowe</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-959-49B</td><td></td></tr><tr><td>Aldehyd gluterowy</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>G5882</td><td></td></tr><tr><td>Hemocytometr</td><td>Brightline, Hausser Scientific</td><td>1492</td><td></td></tr><tr><td>Plazma sprzężona indukcyjnie - optyczna spektrometria emisyjna (ICP-OES)</td><td>PerkinElmer</td><td>8000</td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop odwrotny</td><td>Nikon</td><td>Eclipse Ti-S</td><td></td></tr><tr><td>Luria Bertani Broth</td><td>Sigma Life Science&nbsp;</td><td>L3022</td><td></td></tr><tr><td>Bulion Luria Bertani + agar</td><td>Sigma Life Science&nbsp;</td><td>L2897</td><td></td></tr><tr><td>Rurka MacroTube 5.0&nbsp; &nbsp;</td><td>Benchmark Scientific</td><td>C1005-T5-ST</td><td></td></tr><tr><td>Nanocząstki tlenku magnezu</td><td>US Research Nanomaterials, Inc</td><td>Nr akcji #:&nbsp; US3310&nbsp; &nbsp; &nbsp; M</td><td>MgO, 99+%, 20 nm</td></tr><tr><td>MS Semi-Micro Balance</td><td>Mettler Toledo</td><td>MS105D</td><td></td></tr><tr><td>Papier nitrocelulozowy</td><td>Fisherbrand</td><td>09-801A 12-dołkowa płytka</td> polistyrenowa niepoddana obróbce tkankowej <td></td></tr><tr><td></td><td>Marka Falcon Corning&nbsp;</td><td></td><td></td>351143</tr><tr><td>48-dołkowa płytka polistyrenowa niepoddana obróbce tkankowej</td><td>Marka Falcon Corning&nbsp;</td><td></td><td></td>351178</tr><tr><td>96-dołkowa płytka polistyrenowa niepoddana obróbce tkankowej</td><td>Marka Falcon Corning&nbsp;</td><td></td><td></td>351172</tr><tr><td>szalka Petriego 100 mm</td><td>VWR</td><td>470210-568</td><td></td></tr><tr><td>Szalka Petriego, 15 mm</td><td></td> pH-metr FB0875713A <td></td><td>Fisherbrand</td></tr><tr><td></td><td>VWR</td><td>SP70P</td><td></td></tr><tr><td>Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM)</td><td>TESCAN&nbsp;</td><td>Vega3 SBH</td><td></td></tr><tr><td>Sonicator</td><td>VWR</td><td>97043-936</td><td></td></tr><tr><td>Wirówka stołowa</td><td>Fisher Scientific</td><td>accuSpin Micro 17</td><td></td></tr><tr><td>Wirówka stołowa&nbsp;</td><td>Eppendorf</td><td>Wirówka 5430</td><td></td></tr><tr><td>Tryptyczny agar sojowy</td><td>MP</td><td>1010617</td><td></td></tr><tr><td>Tryptyczny bulion sojowy</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>22092-500G</td><td></td></tr><tr><td>Spektrofotometr UV-Vis&nbsp;</td><td>Tecan</td><td>Infinite 200 PRO</td><td>https://lifesciences.tecan.com/plate_readers/infinite_200_pro</td></tr><tr><td>VWR Benchmark Wytrząsarka Incu-shaker 10L</td><td>VWR</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Defrakcjoncja mocy promieniowania rentgenowskiego</td><td>&nbsp; Panalytical</td><td>N/A</td><td>PANalytical Empireum serii 2</td></tr></tbody></table>

ocena aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych in vitro

Evaluation of Antimicrobial Activities of Nanoparticles and Nanostructured Surfaces In Vitro

Antybakteryjne działania nanocząsteczek i powierzchni nanostrukturalnych, takich jak srebro, tlenek, dwutlenek tytanu i tlenek magnezu, były wcześniej badane w warunkach klinicznych i środowiskowych oraz w produktach spożywczych do spożycia. Jednak brak spójności w stosowanych metodach eksperymentalnych i materiałach doprowadził do sprzecznych wyników, nawet w przypadku badań nad tymi samymi typami nanostruktur i gatunkami bakterii. W przypadku badaczy, którzy chcą zastosować nanostruktury jako dodatek lub powłokę w projekcie produktu, te sprzeczne dane ograniczają ich wykorzystanie w warunkach klinicznych. 
Aby stawić czoła temu dylematowi, w tym artykule przedstawiamy cztery różne metody określania aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząsteczek i powierzchni nanostrukturalnych oraz omawiamy ich zastosowanie w różnych scenariuszach. Oczekuje się, że dostosowanie spójnych metod doprowadzi do uzyskania powtarzalnych danych, które będzie można porównywać w różnych badaniach i wdrażać dla różnych typów nanostruktur i gatunków drobnoustrojów. Wprowadzamy dwie metody określania aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek oraz dwie metody aktywności przeciwdrobnoustrojowej powierzchni nanostrukturalnych. 
Dla nanocząstek, metoda bezpośredniej kohodowli może być użyta do określenia minimalnych hamujących i minimalnych bakteriobójczych stężeń nanocząstek, a metoda hodowli bezpośredniej ekspozycji może być użyta do oceny aktywności bakteriostatycznej w czasie rzeczywistym w porównaniu z bakteriobójczą wynikającą z ekspozycji na nanocząstki. W przypadku powierzchni nanostrukturalnych metodę hodowli bezpośredniej stosuje się w celu określenia żywotności bakterii mających pośredni i bezpośredni kontakt z powierzchniami nanostrukturalnymi, a metodę ekspozycji kontaktowej w ognisku stosuje się do zbadania aktywności przeciwdrobnoustrojowej na określonym obszarze powierzchni nanostrukturalnej. Omówiono kluczowe zmienne eksperymentalne, które należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu badań in vitro przy określaniu właściwości przeciwdrobnoustrojowych nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych. Wszystkie te metody są stosunkowo tanie, wykorzystują techniki, które są stosunkowo łatwe do opanowania i powtarzalne w celu zapewnienia spójności, a także mają zastosowanie do szerokiego zakresu typów nanostruktur i gatunków drobnoustrojów.

Identyfikację aktywności przeciwbakteryjnej nanocząsteczek tlenku magnezu oraz powierzchni nanostrukturalnych przedstawiono przy użyciu czterech metod in vitro, które mają zastosowanie w przypadku różnych typów materiałów i gatunków drobnoustrojów.
Metoda A i metoda B badają aktywność bakteryjną po ekspozycji na nanocząsteczki w fazie adaptacji (metoda A) oraz w fazie logarytmicznej (metoda B) przez okres 24 h lub dłużej. Metoda A dostarcza wyników dotyczących MIC i MBC, natomiast met...

Wprowadzamy cztery metody oceny aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząsteczek i powierzchni nanostrukturalnych za pomocą technik in vitro. Metody te można zaadaptować do badania interakcji różnych nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych z szeroką gamą gatunków drobnoustrojów.

Ocena aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych in vitro

The antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces, such as silver, zinc oxide, titanium dioxide, and magnesium oxide, have been ...

Protokoły zapewniają metodę badania aktywności przeciwdrobnoustrojowej powierzchni nanocząstek i nanostruktur od badań wstępnych do bardziej złożonych badań powierzchni. W przeciwieństwie do wcześniej opisanych metod, które zaowocowały nieporównywalnymi danymi z różnych badań, metody te dają spójne i porównywalne wyniki dla różnych materiałów nanocząsteczkowych, materiałów nanostrukturalnych i gatunków drobnoustrojów. Utrzymanie jednorodnego rozkładu nanocząstek w metodach A i B może być trudne.Dokładne wirowanie próbek zapewni zawieszenie nanocząstek, a pipetowanie trzy do czterech razy między podwielokrotnościami utrzyma zawiesiny Rozpocznij zbieranie hodowanych bakterii od porcjowania jednego mililitra wyhodowanej przez noc kultury bakteryjnej do 1,5-mililitrowych mikroprobówek wirówkowych. Po wytworzeniu wystarczającej liczby porcji należy je odwirować, aby osiągnąć pożądaną gęstość osadzenia. Zebrać szwadron szwadronu do pojemnika zbiorczego.I ponownie zawiesić osad komórkowy w 0,5 mililitra świeżej pożywki wzrostowej. Połącz zawiesinę z dwóch probówek i powtórz wirowanie. Po odwirowaniu należy ponownie przepłukać je świeżą pożywką wzrostową i powtórzyć łączenie zawartości z dwóch probówek w jedną przed odwirowaniem probówek.Trzecie przepłukanie należy podać 0,33 mililitra buforu tris lub buforu hydroksyetyloaminometanowego. Połącz trzy zawiesiny, każda o objętości 0,33 mililitra, w jedną mikrowirówkę o pojemności 1,5 mililitra. Po odwirowaniu usuń supernatant z granulowanych komórek i ponownie zawiesić osad komórkowy w jednym mililitrze świeżego buforu tris, który będzie znany jako zawiesina komórek lub kultura bakterii w fazie opóźnionej.Aby utworzyć kultury bakterii i nanocząstek, należy podwielokrotnić dwa mililitry kultury wysiewu bakterii w każdym dołku 12-dołkowej płytki polistyrenowej niepoddanej działaniu tkanek. Na każde pięciomililitrowe mikroprobówkę wirówkową zawierającą wstępnie zważone cząstki tlenku magnezu dodać trzy mililitry bakteryjnej kultury siewnej. I krótko przekręć rurkę, aby wymieszać nanocząsteczki tlenku magnezu z bakteriami.Po wymieszaniu podnieś jeden mililitr zawiesiny nanocząstek tlenku magnezu do trzech oddzielnych studzienek, aby utworzyć potrójne próbki każdej z góry zmierzonej masy nanocząstek tlenku magnezu. Inkubować próbkę przez noc w temperaturze 37 stopni Celsjusza i 120 obr./min. I przenieś trzymililitrową próbkę do pojedynczej stożkowej rurki o pojemności 15 mililitrów za pomocą pipety.Następnie wykonać od jednego do 10 seryjnych rozcieńczeń na płytce 96-dołkowej, dodając 180 mikrolitrów buforu tris do każdej studzienki w rzędzie B do rzędu G dla odpowiedniej liczby kolumn. Krótko zmieszać 15-mililitrową stożkową rurkę zawierającą próbki bakteryjne i dodać 50 mikrolitrów próbki bakteryjnej do pojedynczej studzienki w rzędzie A. Następnie, z rzędu A, przenieś 20 mikrolitrów próbki bakteryjnej do odpowiedniego dołka rzędu B z krótkim mieszaniem. Za pomocą sterylnej końcówki pipety przenieś 20 mikrolitrów z dołka w rzędzie B do odpowiedniego dołka w rzędzie C. Kontynuuj to do rzędu G, aby zakończyć seryjne rozcieńczanie od 10 do ujemnego w rzędzie B do 10 do ujemnych sześciu w rzędzie G. Po zakończeniu odpipetować 100 mikrolitrów z każdej studzienki do odpowiedniej płytki z agarem wzrostowym, i rozprowadzić na płytce, aby rozproszyć kulturę komórkową.Umieść płytki studzienkowe w wytrząsarce inkubatora na noc w temperaturze 37 stopni Celsjusza i inkubuj płytki agarowe w temperaturze 37 stopni Celsjusza przez 24 godziny. Zbadaj płytkę i policz płytki zawierające około 25 do 300 kolonii. Jeśli to możliwe, wybierz płytki o tej samej wartości rozcieńczenia.Dla każdego badanego materiału należy rozcieńczyć próbki bakterii przez noc, dodając trzy podwielokrotności o pojemności 200 mikrolitrów do pożywki wzrostowej do trzech studzienek i trzy podwielokrotności po 200 mikrolitrów kultury bakteryjnej do dodatkowych studzienek. Umieść 96-dołkową płytkę w czytniku płytek i zeskanuj ją. W razie potrzeby kontynuuj dodawanie bulionu lub nocnej kultury bakteryjnej, aż gęstość optyczna przy 600 nanometrach lub OD 600 zostanie osiągnięta około 0,01.Aby przygotować zawiesiny nanocząstek bakteryjnych i zawiesiny nanocząstek w pożywkach sterylnych, należy usunąć jeden mililitr kultury bakteryjnej lub pożywki z potrójnego zestawu 15-mililitrowych stożkowych probówek. I dodaj go do pięciomililitrowej probówki wirówkowej zawierającej wstępnie zmierzone nanocząstki. Wiruj probówki, aby wymieszać roztwór.Rozprowadź nanocząstki jednorodnie, przenosząc jedną mililitrową porcję z pięciomililitrowej probówki wirówkowej do 15-mililitrowej stożkowej probówki. Po zakończeniu podwielokrotność 200 mikrolitrów każdej próbki do indywidualnych dołków 96-dołkowej płytki. Po określeniu opisanej wcześniej gęstości osadzenia, dodać próbki i kontrolę do poszczególnych studzienek 48-dołkowej płytki polistyrenowej niepoddanej obróbce tkankowej.Następnie podwielokrotność 0,75 mililitra zawiesiny komórkowej do każdej studzienki zawierającej próbki i kontrole. Umieścić 48-dołkową płytkę w inkubatorze na 24 godziny w temperaturze 37 stopni Celsjusza, wytrząsając z prędkością 120 obr./min. Po inkubacji zbierz dwie próbki z każdej grupy i przenieś je pojedynczo do oznakowanych pięciomililitrowych mikroprobówek wirówkowych.Dodaj dwa mililitry poprawionego symulowanego płynu ustrojowego lub RSBF do każdej probówki. Przygotuj wysterylizowane bibułki z podazotu celulozy, przycinając je do jednego centymetra średnicy. Umieść pocięty papier nitrocelulozowy na płytce agarowej zawierającej odpowiednie podłoże.Następnie dodaj 50 mikrolitrów rozcieńczonej kultury bakteryjnej na bibułę filtracyjną przed dodaniem 50 mikrolitrów odpowiedniego podłoża do środka każdej powierzchni próbki. Za pomocą wysterylizowanej pęsety podnieś azotowy papier celozowy z powierzchni ślimaka. Ostrożnie odwróć papier celulozowy azotowy i umieść go na powierzchni próbki, tak aby bakterie miały kontakt z 50 mikrolitrami pożywki i badaną powierzchnią nanostrukturalną.Jeśli próbka ulega degradacji w hodowli, umieść pod nią uchwyt, aby ją podnieść, aby uniknąć kontaktu z buforem tris. Utrzymuj wilgotność, dodając jeden mililitr buforu tris do próbki zawierającej studzienkę. Po całonocnej inkubacji zebrać bibułę nitrocelulozową z każdej powierzchni próbki i umieścić je w pięciu mililitrach buforu tris.Wiruj zebrane bibuły filtracyjne i próbki materiału nanopowierzchniowego przez pięć sekund. Zebrać zawiesiny buforowe tris z próbki i umieścić je w oddzielnych świeżych probówkach zbiorczych. Skutki przeciwdrobnoustrojowe przy zastosowaniu metody A wykazały minimalne i hamujące stężenie (MIC) wynoszące jeden miligram na mililitr nanocząstek tlenku magnezu oraz minimalne stężenia bakteriobójcze (MBC 99,9) wynoszące 1,0 i 1,6 miligrama na mililitr nanocząstek tlenku magnezu odpowiednio dla Gram-ujemnych Escherichia coli i Pseudomonas aeruginosa.Gram-dodatni gronkowiec naskórka, S.Aureus i oporny na metycylinę Staphylococcus aureus lub MRSA, wykazały wartości MIC wynoszące odpowiednio 0,5, 0,7 i jeden miligram na mililitr nanocząstek tlenku magnezu. Wartości NBC 99,99 wynoszące 1,6 i 1,2 miligrama na mililitr zostały zidentyfikowane odpowiednio dla S. epidermis i S. aureus. Chociaż MRSA nie został zredukowany powyżej NBC 90.Wartości MIC wynoszące 1,2 i jeden miligram na mililitr zidentyfikowano odpowiednio u wrażliwych na leki i lekoopornych gatunków Candida, C albicans i C albicans opornych na flukonazol lub FR. Natomiast nanocząstki tlenku magnezu wykazywały wartości MIC wynoszące jeden i 0,7 miligrama na mililitr lub odpowiednio odporne na echinokandynę C.glabrata i C glabrata lub ER. Każdy gatunek kandydujący osiągnął NBC 90 na poziomie od 0,7 do 1,2 miligrama na mililitr, ale tylko C.glabrata ER został zredukowany do NBC 99,9 przy 1,2 miligrama na mililitr.W metodzie B MRSA wystawiony na działanie nanocząstek rósł wykładniczo do OD 0,85. Narażenie na 1,2 miligrama na mililitr nanocząstek tlenku magnezu i 6,25 miligrama na mililitr trimetoprimu spowodowało odpowiednio 80,2% i 81,6% zmniejszonego wzrostu bakterii. Podobnie, 2,9 miligrama na mililitr nanocząstek wodorotlenku magnezu zmniejszyło wzrost bakterii do 70,3% Narażenie na jeden mikrolitr na mililitr wankomycyny spowodowało 99,99% zmniejszenie wzrostu MRSA, co sugeruje aktywność bakteriostatyczną nanocząstek tlenku magnezu i wodorotlenku magnezu.Metoda C nie wykazała zahamowania wzrostu bakterii przy kontakcie pośrednim. Wyniki wykazały, że ZC21 miał najsilniejszą aktywność przeciwbakteryjną przeciwko adhezji i wzrostowi MRSA, spośród wszystkich badanych próbek. W metodzie D nie zidentyfikowano żywego gronkowca złocistego w próbkach 1,9A, 1,9 AA i EPD ani w ich sparowanych bibułach filtracyjnych.Jednak ekspozycja na próbki EPD po uklęknięciu zmniejszyła wzrost bakterii do kilku komórek na powierzchni nanostrukturalnej i sparowanej bibule filtracyjnej. Identyfikacja działania przeciwdrobnoustrojowego nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych doprowadziła do przeprowadzenia dodatkowych badań w zastosowaniach bioinżynieryjnych, w tym związanych z ranami przewlekłymi i infekcjami związanymi z implantami.

evaluation-antimicrobial-activities-nanoparticles-nanostructured

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Weźmy rurki z medium zawierającym kompozyt nanocząsteczkowy, zaprojektowany z połączenia metali przejściowych i węgla.Wprowadź antybiotykooporne bakterie Gram-dodatnie i Gram-ujemne do oddzielnych probek jako próbki testowe.Uwzględnij nieleczone bakterie jako środek negatywny, a bakterie leczone antybiotykami jako pozytywne.Inkubuj próbki poprzez potrząsanie.U bakterii Gram-ujemnych porowata błona zewnętrzna i cienka warstwa peptydoglikanu ułatwiają przedostawanie się nanocząstek, prowadząc do...

Ocena aktywności przeciwdrobnoustrojowej kompozytu nanocząsteczkowego przeciwko bakteriom patogennym

Source: Holt-Torres, P. S. et al. Evaluation of Antimicrobial Activities of Nanoparticles and Nanostructured Surfaces In Vitro. J. Vis. Exp. (2023)This video demonstrates the use of the focused-contact exposure method to evaluate the antibacterial activity of nanostructured surfaces. It outlines the steps involved in establishing direct contact between bacteria and the nanostructured surface, incubation, bacterial collection, and colony counting to assess viability.

Assessing the Antibacterial Activity of Nanostructured Surfaces Using a Focused-Contact Exposure Method

Tutaj prezentujemy protokoły do szybkiego badania i charakteryzowania enzymów pod kątem aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Test dyfuzji mikroszkiełkowej i test uwalniania barwnika wykorzystują docelowe substraty bakteryjne do jakościowej i ilościowej oceny aktywności enzymatycznej.

Testy jakościowe i ilościowe do wykrywania i charakterystyki białkowych środków przeciwdrobnoustrojowych

W tym badaniu, nanomateriały przeciwdrobnoustrojowe zostały zsyntetyzowane przez kwasowe utlenianie wielościennych nanorurek węglowych i późniejsze redukcyjne osadzanie nanocząstek srebra. Przeprowadzono badania aktywności przeciwdrobnoustrojowej i cytotoksyczności z wykorzystaniem przygotowanych nanomateriałów.

Synteza wielościennych nanorurek węglowych modyfikowanych nanocząstkami srebra oraz ocena ich działania przeciwbakteryjnego i właściwości cytotoksycznych

Przedstawiamy protokół charakterystyki przeciwdrobnoustrojowej zaawansowanych materiałów. W tym przypadku aktywność przeciwdrobnoustrojowa na powierzchniach materiałów jest mierzona za pomocą dwóch metod, które wzajemnie się uzupełniają: jedna opiera się na teście dyfuzji krążka agarowego, a druga jest standardową procedurą opartą na normie ISO 22196:2007.

Charakterystyka przeciwdrobnoustrojowa zaawansowanych materiałów do zastosowań bioinżynieryjnych

Tutaj prezentujemy szczegółowe metody przygotowania i oceny nosowej samoorganizującej się szczepionki przeciwnowotworowej z nanoemulsji in vitro i in vivo.

Przygotowanie, charakterystyka, toksyczność i skuteczność oceny samoorganizującej się szczepionki przeciwnowotworowej z nanoemulsją do nosa in vitro i in vivo

Obecny protokół przygotowuje i ocenia właściwości fizyczne, odpowiedź immunologiczną i efekt ochronny in vivo nowej szczepionki z adiuwantem nanoemulsyjnym.

Ocena odpowiedzi immunologicznej szczepionki z adiuwantem nanoemulsyjnym przeciwko zakażeniu gronkowcem złocistym opornym na metycylinę (MRSA)

Antybakteryjne fartuchy laboratoryjne zapobiegają zanieczyszczeniu krzyżowemu w wyniku nagromadzenia patogenów i przypadkowych wycieków biologicznych. W tym miejscu opisujemy protokół opracowywania przyjaznej dla skóry tkaniny przeciwdrobnoustrojowej przy użyciu nanoziołowej enkapsulacji i zmodyfikowanych standardowych testów w celu precyzyjnej oceny skuteczności i przydatności do typowego zastosowania fartucha laboratoryjnego.

Tkanina antybakteryjna wykorzystująca nano-ziołową enkapsulację olejków eterycznych

W tym badaniu, nanocząstki tlenku zostały zsyntetyzowane przy użyciu metody wytrącania. Działanie przeciwbakteryjne zsyntetyzowanych cząstek przetestowano przeciwko wielolekoopornym szczepom szczepów Staphylococcus aureus (MRSA) opornych na metycylinę i Pseudomonas aeruginosa.

Otrzymywanie nanocząstek tlenku i ocena ich działania przeciwbakteryjnego

Opisano protokół analizy śledzenia nanocząstek (NTA) i wysokoprzepustowej cytometrii przepływowej do oceny nanocząstek dostarczających geny polimerowe. NTA wykorzystuje się do scharakteryzowania rozkładu wielkości cząstek nanocząstek i rozkładu plazmidu na cząstkę. Wysokoprzepustowa cytometria przepływowa umożliwia ilościową ocenę skuteczności transfekcji dla biblioteki biomateriałów dostarczających geny.

Ocena nanocząstek dostarczających geny polimerowe za pomocą analizy śledzenia nanocząstek i wysokoprzepustowej cytometrii przepływowej

Poznaj metody oceny aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych in vitro. Techniki te zapewniają spójne i porównywalne wyniki dla różnych materiałów nanocząstek oraz gatunków mikroorganizmów.

Ocena aktywności przeciwdrobnoustrojowej nanocząstek i powierzchni nanostrukturalnych in vitro

Przeglądaj więcej filmów