Tkanina antybakteryjna wykorzystująca nano-ziołową enkapsulację olejków eterycznych

Badania te nakreślają protokół mający na celu opracowanie bezpiecznej i przyjaznej dla środowiska tkaniny przeciwdrobnoustrojowej, która może być wykorzystana do projektowania fartuchów laboratoryjnych. Badanie odpowiada na wiele kluczowych pytań w zakresie rozwoju tkanin przeciwdrobnoustrojowych. Na przykład, jak skutecznie impregnowana tkanina neutralizuje patogeny?

Kluczowym wyzwaniem w opracowywaniu tkanin przeciwdrobnoustrojowych jest wybór odpowiednich proporcji związków bioaktywnych bez uszczerbku dla skuteczności przeciwdrobnoustrojowej przy jednoczesnym zachowaniu przyjaznych dla skóry wykończeń. Nasza tkanina antybakteryjna zapewnia skuteczną ochronę przed czterema ludzkimi patogenami z redukcją do czterech logarytmów, czyli po prostu 99,99% skutecznością. Wytrzymuje również do 10 cykli prania, zachowując skuteczność do 90%Główną zaletą tej metody w porównaniu z istniejącymi standardowymi technikami jest to, że zapewnia uproszczone i realistyczne podejście do dokładnej oceny skuteczności tkanin przeciwdrobnoustrojowych.

Lepiej reprezentuje typowe scenariusze użycia fartuchów laboratoryjnych, takie jak wszelkie przypadkowe wycieki drobnoustrojów, które muszą zostać wykorzystane w krótkim czasie. Zastosowanie tej techniki w produkcji powłoki ochronnej zmniejszy ryzyko zagrożenia biologicznego w laboratoriach bezpieczeństwa biologicznego i zakażeń szpitalnych w placówkach opieki zdrowotnej. Jesteśmy w trakcie testowania pełnowymiarowego antybakteryjnego fartucha laboratoryjnego w laboratoriach o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 2.

Nasze przyszłe pytania badawcze będą koncentrować się na skuteczności zapobiegania skażeniu mikrobiologicznemu w dłuższej perspektywie przy ciągłym użytkowaniu. Na początek przygotuj roztwór chitozanu, rozpuszczając 0,6 grama płatków chitozanu i 50 mililitrów 1% kwasu octowego. Mieszać przez noc w temperaturze pokojowej, aby uzyskać jednorodną emulsję.

Dodaj 0,5 grama Tween 80 i mieszaj w temperaturze 60 stopni Celsjusza przez dwie godziny przy 1000 obr./min, aby uzyskać jednorodny roztwór. Po doprowadzeniu roztworu do temperatury pokojowej dodawać kroplami lub stopniowo 0,75 grama bioaktywnego związku karwakrolu lub tymolu, mieszając mieszaninę przez 20 minut. Dodaj kroplami 50 mililitrów trójpolifosforanu pentasodu do mieszaniny, mieszając w temperaturze pokojowej.

Kontynuuj mieszanie przez 30 minut, aby uzyskać jednorodną emulsję. W celu oczyszczenia odwirować emulsję o stężeniu 10 000 g przez 30 minut w temperaturze czterech stopni Celsjusza. Zdekantować supernatant i zebrać w postaci nanocząstki.

Przemyć cząstki za pomocą wodnego Tween 80 z podwójną objętością utworzonych granulek w celu usunięcia niezwiązanych lub wolnych związków bioaktywnych. Następnie dwukrotnie umyj cząsteczki wodą dejonizowaną, aby pozbyć się zanieczyszczeń. Rozpuść nanocząstki, ponownie zawieszając granulkę w 30 mililitrach wody dejonizowanej.

Zaznacz tkaninę poddaną działaniu nanocząsteczek i pokrój ją na próbki o wymiarach 50 milimetrów na 25 milimetrów. Zaszczepij kultury drobnoustrojów ze świeżych płytek czystości bulionowi sojowemu z tryptykazy w temperaturze 35 stopni Celsjusza przez noc, lekko wstrząsając. Rozcieńczyć kultury przez noc do 150 milionów CFU na mililitr, co odpowiada zmętnieniu 0,5 wzorca McFarlanda.

Aby zaszczepić rozcieńczoną kulturę sterylną pętlą o długości czterech milimetrów, załaduj pętlę pełną kultury bulionowej i przenieś ją na powierzchnię agaru Muellera-Hintona lub płytki agarowej MHA, wykonując pięć równoległych smug o długości sześciu centymetrów i odległości jednego centymetra od siebie. Delikatnie dociśnij próbkę tkaniny sterylną szpatułką w poprzek pięciu smug, tak aby tkanina znalazła się w środku i dotykała wszystkich pięciu linii smug. Inkubować w temperaturze 35 stopni Celsjusza przez 24 godziny.

W celu jakościowej oceny skuteczności przeciwdrobnoustrojowej należy zbadać inkubowaną płytkę pod kątem przerwania wzrostu wzdłuż smug poza krawędziami tkaniny. Oblicz średnią szerokość strefy inhibicji wzdłuż linii smugi W po obu stronach próbki tkaniny, korzystając z równania pokazanego na ekranie. Wyniki metody smug równoległych przedstawiono na poniższym rysunku.

Pokazano tutaj tkaninę niepoddaną obróbce i tkaninę pokrytą nanocząstkami tymolu przeciwko S-aureusowi oraz tkaninę niepoddaną obróbce i tkaninę pokrytą nanocząstkami tymolu przeciwko C-albicans. Wyniki te pokazują wyraźne strefy dla próbek tkanin poddanych obróbce. Zaznacz tkaninę poddaną działaniu nanocząsteczek i pokrój ją na kwadratowe próbki o wymiarach 50 milimetrów na 50 milimetrów.

Przygotuj nocne kultury drobnoustrojów będących przedmiotem zainteresowania, zaszczepiając izolowane kolonie z płytek czystości do sterylnego bulionu sojowego z tryptykazy. Inkubować w temperaturze 35 stopni Celsjusza przez 18 do 24 godzin. Rozcieńczyć kultury na noc do 150 milionów CFU na mililitr lub odpowiadających zmętnieniu 0,5 wzorca McFarlanda.

Następnie, aby określić odpowiednią objętość kultur do dociskania, dodaj serię objętości rozcieńczonej kultury bulionowej na próbki tkanin i wybierz objętość tak, aby próbka tkaniny całkowicie wchłonęła wodę i nie pozostawiała resztek ani wolnego płynu. Zwiększ objętość każdej kultury na próbkach umieszczonych na sterylnych płytkach Petriego. Podobnie, kontrolę ujemną należy przeprowadzić z tym samym rodzajem próbek tkanin niepoddanych działaniu środka dla każdego odpowiedniego testu.

Aby odzyskać drobnoustroje poprzez zliczanie żywotnych płytek, należy wysuszyć zaszczepione próbki wewnątrz płytek Petriego w temperaturze pokojowej przez wymagane okresy kontaktu, które mają być badane. Przenieś próbki w sposób aseptyczny do oddzielnych sterylnych probówek wirówkowych i mocno zakręć nakrętki. Dodaj bulion Letheen lub inne odpowiednie neutralizujące, aby uzyskać rozcieńczenie od 1 do 100.

Po zamknięciu probówek wirowych wirować przez minutę ze średnią prędkością. Zawiesinę należy seryjnie rozcieńczyć sterylnym PBS, a następnie rozcieńczyć od 1 do 10 tak, aby liczba kolonii w grupie niepoddanej działaniu środka stała się zbyt niska, aby można ją było policzyć. Rozcieńczenie należy umieścić na odpowiednich płytkach z pożywkami, które wspomagają wzrost mikroorganizmu lub na innych podłożach, które optymalizują wzrost i zapewniają dobry kontrast, aby dokładne liczenie kolonii było dokładne.

Inkubuj płytki bakteryjne w temperaturze 35 stopni Celsjusza przez dwa dni, a płytki grzybowe w temperaturze pokojowej przez pięć dni. Policz żywotne jednostki tworzące kolonie bezpośrednio za pomocą licznika kolonii lub oprogramowania do obrazowania. Oblicz redukcję logarytmu mikrobiologicznego R spowodowaną przez tkaninę przeciwdrobnoustrojową, korzystając z równania pokazanego na ekranie.

W tym przypadku A jest wartością logarytmiczną liczby jednostek tworzących kolonie odzyskanych z tkaniny niepoddanej obróbce, a B jest taka sama dla tkaniny poddanej obróbce. Wyniki redukcji logarytmicznej tkaniny przeciwdrobnoustrojowej pokrytej nanocząstkami chitozanu w kapsułkach tymolu przetestowano przeciwko S-aureusowi na agarze z krwią, E. coli na agarze z fioletową laktozą, P-aeruginosa na agarze cetrymidowym i C-albicans na agarze z dekstrozą Sabouraud przedstawiono tutaj. Patogeny nasycano niepoddanymi działaniu substancji i poddawano działaniu substancji próbkach przez 30 minut, a następnie odzyskiwano je po neutralizacji i rozcieńczeniu.

Proporcje rozcieńczenia są pokazane między seriami poddanymi działaniu substancji i niepoddanymi działaniu substancji. Pokazano tutaj redukcję logarytmiczną trzech bakterii w jednym grzybie w wyniku kontaktu tkanin przeciwdrobnoustrojowych nasączonych dwoma związkami bioaktywnymi. Skuteczność przeciwdrobnoustrojowa jest osłabiona po cyklach prania zarówno w przypadku tkanin pokrytych karwakrolem, jak i tymolem.