Name: Badanie urządzenia LED z niebieskim światłem w celu tłumienia patogenów ran z wykorzystaniem syntetycznego modelu skóry na bazie kolagenu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-02-24T14:05:00.000+00:00
Duration: 8 min 56 s
Description: Dowiedz się, jak oceniać skuteczność fototerapii LED 405 nm przeciwko patogenom ran przy użyciu syntetycznego modelu skóry na bazie kolagenu. Ta metoda oferuje realistyczną platformę do testowania bezpieczeństwa i działania przeciwdrobnoustrojowego.

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

Badanie to zostało sfinansowane (W24-21) przez "Applied Research, Innovation and Entrepreneurship Services" (ARIES), Centennial College, Kanada. Zaopatrzenie mikrobiologiczne oraz zaplecze BSL-2 zapewniła "Applied Biological and Environmental Sciences (ABES), Centennial College, Kanada. Autorzy doceniają wskazówki Andrew Baera i Gillian Goring w zakresie spektroskopii FT-IR oraz personel sali przygotowawczej za ich pomoc w przygotowaniu mediów i sterylizacji.

1. Przygotowanie syntetycznych próbek skóry
Arkusz syntetycznego modelu skóry na bazie kolagenu (VITRO-Skin) był wycięty na prostokątne próbki o wymiarach 5,0 cm × 2,5 cm w warunkach aseptycznych w szafie biobezpieczeństwa. Każdy próbek umieszczano w sterylnej misce Petriego i przechowywano w temperaturze 4 °C do czasu użycia. Przed szczepieniem próbki były dostosowywane do temperatury pokojowej i nawadniane w komorze wilgotności zgodnie z zaleceniami producenta, aby odwzorować poziom nawilżenia ludzkiej skóry.
2. Przygotowanie kultur mikroorganizmów
Amerykańskie szczepy zbiorów hodowli typu (ATCC) referencyjne, w tym Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Escherichia coli (ATCC 25922), Enterobacter aerogenes (ATCC 13048), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Acinetobacter baumannii (ATCC 19606), Klebsiella pneumoniae (ATCC 13883) oraz Candida albicans (ATCC 10231), zostały użyte. Pojedyncze kolonie były zaszczepiane w 5 mL tryptycznego bulionu sojowego (TSB) w warunkach aseptycznych. Hodowle bakteryjne inkubowano w temperaturze 35 °C przez 24 godziny, a hodowle grzybów inkubowano w 22 °C przez 5 dni. Po inkubacji mętność została skorygowana do 0,5 standardu McFarlanda (około 1,5 × 10⁸ CFU/mL) przy użyciu sterylnej soli fosforanowej (PBS) do testów antybakteryjnych.
3. Inokulacja syntetycznych modeli skóry
Każda nawilżona sekcja syntetycznej skóry była zaszczepiana 100 μl zawiesina mikrobiologiczna i równomiernie rozprowadzana za pomocą sterylnego jednorazowego rozprowadzacza. Powierzchnie zaszczepione były suszone na powietrzu przez 15 minut w sterylnej komorze w warunkach laboratoryjnych (22-24 °C, 60%-70% wilgotności). Próbki przydzielono do trzech grup: nieleczona kontrola (Grupa A), źródło światła (dioda LED niebieskiego, 405 nm), napromieniowanie (Grupa B) oraz napromieniowanie UV-C LED (265 nm) (Grupa C). Rysunek 1 przedstawia schematyczne przedstawienie eksperymentów oceniających skuteczność antybakteryjną źródła światła za pomocą syntetycznego modelu skóry.
4. Konfiguracja i napromieniowanie źródeł światła
Na aluminiowym radiatorze zamontowano urządzenie LED o niebieskim świetle o średnicy 405 nm, aby zapobiec gromadzeniu ciepła i zapewnić termicznie bezpieczne napromieniowanie syntetycznych próbek skóry (Rysunek 2). Irradiancję mierzono dokładnie na płaszczyźnie obróbki za pomocą skalibrowanego optycznego miernika mocy, a wysokość sondy dostosowano do grubości czujnika. Działanie naświetlenia zostało ustandaryzowane do 30 mW/cm² poprzez regulację odległości rzutu diody LED.
Jednolitość oświetlenia w całym polu obróbki została zweryfikowana poprzez pomiar naświetlenia w 16 równomiernie rozmieszczonych punktach, co dało średnio 30,14 ± 0,78 mW/cm² (Rysunek 3). Dla porównania wyników działania germicydalnych zabiegi UV-C przeprowadzono przy użyciu źródła LED o średnicy 265 nm, dostarczającego 3 mW/cm² w odległości 20 cm przez 2 minuty.
Płynność obliczono jako naświetlenie × czas ekspozycji i odpowiadała 27 J/cm² dla światła niebieskiego (30 mW/cm² × 900 s) oraz 3,6 J/cm² dla UV-C.
W testach antybakteryjnych nawilżone syntetyczne próbki skóry z zaszczepieniem zawiesin mikrobiologicznych umieszczano aseptycznie w sterylnych szalkach Petriego (z zdejmowanymi pokrywkami) i umieszczono bezpośrednio pod diodą LED z niebieskim światłem. Próbki przypisane do grupy napromieniowania (Grupa B) były eksponowane nieprzerwanie aż do osiągnięcia docelowej fluencji (15 min). Czas ekspozycji wynoszący 15 minut (27 J/cm²) został wybrany na podstawie wstępnych eksperymentów z zabijaniem czasu, które wykazały stałą skuteczność antybakteryjną u wszystkich gatunków, jednocześnie reprezentując praktyczny czas ekspozycji dla potencjalnych zastosowań klinicznych lub w punktach opieki zdrowotnej. Temperatura każdego próbka była monitorowana co 5 minut za pomocą bezkontaktowego termometru podczerwonego, aby potwierdzić, że podczas oświetlenia nie występuje znaczące nagrzewanie. Monitorowanie temperatury nie wykazało mierzalnego wzrostu temperatury powierzchni (>2 °C) podczas napromieniowania światłem niebieskim, co potwierdza, że obserwowane działania antydrobnoustrojowe nie miały charakteru termicznego.
5. Przeciwdrobnoustrojowa skuteczność diody LED i UV-C z niebieskim światłem przeciwko patogenom ran
Po zabiegu każdy syntetyczny próbek skóry był przenoszony do sterylnej probówki o pojemności 15 mL zawierającej 9,0 mL PBS (pH 7,4). Rurki były delikatnie wirowane przez 1 minutę, aby usunąć mikroby przyczepiające się do powierzchni. Przygotowano seryjne dziesięciokrotne rozcieńczenia, a 100 μL aliquotów nałożono na Tryptic Soy Agar (TSA) dla bakterii oraz Sabouraud Dextrose Agar (SDA) dla grzybów. Płytki były inkubowane (bakterie w temperaturze 35 °C przez 24 godziny; grzyby w 22 °C przez 5 dni) oraz wyliczono jednostki tworzące kolonie (CFU). Redukcję mikroorganizmów zmierzono za pomocą następujących równań:
Redukcja logaritmu = log10(A) - log10(B)
Procentowa redukcja = ((A - B)/A) × 100
Gdzie A = CFU liczone z sterowania; B = liczba CFU z obtraktowanych próbek.
Negatywne kontrole obejmowały płytki wyłącznie z mediów oraz PBS do weryfikacji bezpłodności, natomiast niepoddane szczepionki stosowano do porównywania skuteczności leczenia. Płytki kontroli pozytywnej składały się z zaszczepionych zawiesin mikrobiologicznych ATCC, aby potwierdzić żywotność hodowli. Wszystkie etapy eksperymentalne przeprowadzono w warunkach aseptycznych.
6. Zależna od czasu skuteczność przeciwdrobnoustrojowa naświetlania światłem niebieskim
Aby ocenić wpływ zależny od płynności, czas ekspozycji na niebieskie światło został ustawiony na 2 min, 5 min, 10 min, 15 min, 20 min i 30 min. Aktywność przeciwdrobnoustrojowa została oceniona na podstawie wykazu CFU jak powyżej, co umożliwiło analizę zależności zależnych od dawki.
7. Skuteczność diod LED z niebieskim światłem w komorze aerozolizowanej symulującej warunki nocokomiczne
Do symulacji ekspozycji na powietrze nosokomowe użyto spersonalizowanej komory aerozolowej akrylowej, w kontrolowanych warunkach środowiskowych (rysunek 4). Aerozolowe zawiesiny mikrobiologiczne (~1,5 x 106 CFU/mL) zostały wprowadzone za pomocą nebulizatora, a syntetyczne próbki skóry były wystawiane na 30 minut. Niebieskie światło było skierowane na próbki przez cały czas ekspozycji (10 μW/cm², odległość 20 cm). W eksperymencie kontrolnym zastosowano identyczne warunki ekspozycji, ale urządzenie BL-LED pozostało wyłączone. Gęstość komórek mikrobiologicznych w komorze aerozoli monitorowano za pomocą pomiarów aktywności opadowej, w których płytki agarowe umieszczano wewnątrz komory przed ekspozycją. Żywotne komórki mikroorganizmów przyklejone do syntetycznych próbek skóry (2 cm x 2 cm) zostały zmierzone za pomocą standardowej analizy liczby płytek, jak opisano powyżej. To niskie napromieniowanie (10 μW/cm²) zostało wybrane, aby naśladować rzeczywiste warunki oświetlenia otoczenia w placówkach opieki zdrowotnej, gdzie ciągłe napromieniowanie o wysokiej intensywności nie jest możliwe.
8. Transmisja optyczna i testy kolonii osadzonych
<ol>
	<li>Przepuszczanie optyczne przez syntetyczne podłoże skórkowe Aby ilościowo określić przenikanie niebieskiego światła przez syntetyczną skórę, mierzono naświetlenie za pomocą skalibrowanego optycznego miernika mocy umieszczonego na płaszczyźnie zabiegu. Intensywność BL (405 nm, 30 mW/cm²) była rejestrowana zarówno z nawilżonymi, syntetycznymi próbkami skóry umieszczonymi poziomo między diodą LED a detektorem) i bez nich. Transmisja (%) została obliczona jako stosunek przeniesionego promieniowania (ze skórą) do padającego promieniowania (bez skóry). Przepuszczanie w warunkach wodnych oceniano za pomocą spektrofotometru UV-Vis. Do standardowej polistyrenowej kuwety wypełnionej wodą dejonizowaną włożono pionowo nawilżony syntetyczny pasek skóry. Tylko kuweta wypełniona wodą służyła jako pusta przestrzeń. Zarejestrowano absorpcję przy 405 nm, a procent transmisji obliczono na podstawie %T = 10(-A) × 100.</li>
	<li>Walidacja funkcjonalna za pomocą testu kolonii osadzonej Testy redukcji mikrobiologicznej kolonii powierzchniowej i osadzonej przeprowadzono jako funkcjonalny korelat transmisji, gdzie próbki były inokulowane na jednej powierzchni, a napromieniowane od przeciwnej (dolnej) strony, aby symulować mikroorganizmy zamieszkujące pod powierzchnią skóry. CFU zostały zmierzone ilościowo zgodnie z powyższym opisem w sekcji o skuteczności przeciwdrobnoustrojowej.</li>
</ol>
9. Spektroskopia FT-IR w syntetycznym degradowaniu skóry po ekspozycji na niebieskie światło i promieniowanie UV-C
Aby ocenić potencjalne zmiany chemiczne i strukturalne w syntetycznej matrycy skóry opartej na kolagenie spowodowanej ekspozycją na światło, wykonano spektroskopię Fouriera w podczerwieni (FT-IR). Syntetyczne próbki skóry (2 cm × 2 cm) były nawilżane zgodnie z instrukcjami producenta, identycznie jak próbki stosowane w testach redukcji mikroorganizmów. Nawodnione próbki były wystawiane na działanie niebieskiego światła o sile 405 nm (30 mW/cm²) lub 265 nm UV-C (3 mW/cm²) przez 15 minut (standardowa ekspozycja, 27 J/cm²) lub 60 minut (najgorszy przypadek stresu). Po napromieniowaniu próbki były delikatnie wypuszczane w celu usunięcia wilgoci z powierzchni i natychmiast analizowane metodą FT-IR.
10. Pomiar ATR-FTIR
Spektra były pozyskiwane za pomocą spektrofotometru IR wyposażonego w kompatybilne oprogramowanie analityczne. Wszystkie próbki zostały przeanalizowane przy użyciu modułu Attenuated Total Reflectance (ATR) iD7. Aby wyizolować zmiany widmowe przypisywane napromieniowaniu, (1) przeprowadzono bezpośrednie porównanie spektralne między nieobleczonymi kontrolami a napromieniowanymi próbkami. (2) Porównania odejmowane według linii bazowej wykonywano poprzez wykorzystanie nieobrobionego próbki kontrolnej jako punktu odniesienia przed zeskanowaniem napromieniowanych próbek, co pozwalało na wizualizację tylko nowych lub zmienionych szczytów.
To podwójne podejście redukuje szum topograficzny i poprawia wykrywanie subtelnych zmian w obszarach amidowych i odcisków palców. Poziom nawodnienia, grubość próbki i orientacja zostały ustandaryzowane we wszystkich próbkach, aby zmniejszyć zmienność spektralną. Każdy stan ekspozycji (kontrolny, BL-15 min, BL-60 min, UV-15 min, UV-60 min) był skanowany w trzech egzemplarzach.
11. Analiza statystyczna
Wszystkie eksperymenty przeprowadzono przy użyciu niezależnych biologicznych triplikatów, chyba że zaznaczono inaczej. Dane prezentowane są jako średnia ± odchylenia standardowego (SD) lub jako średnia z 95% przedziałami ufności (CI), jak wskazano w legendach rysunków. Normalność rozkładu danych oceniano za pomocą testu Shapiro-Wilka. Porównania parowe między dwiema grupami (np. światło niebieskie vs. UV-C, kolonie powierzchniowe vs. osadzone) przeprowadzono za pomocą nieparowych, dwustronnych testów t-Studenta. Dla porównań obejmujących więcej niż dwa warunki lub punkty czasowe zastosowano jednokierunkową analizę wariancji (ANOVA), a następnie odpowiednie testy post-hoc. Konkretny test statystyczny używany do każdego porównania jest wskazany w odpowiedniej literze na wykresie. Wartość p <0,05 została uznana za istotną statystycznie.

<ol><li>Altoé, L. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Does+antibiotic+use+accelerate+or+retard+cutaneous+repair%3F+A+systematic+review+in+animal+models%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Does antibiotic use accelerate or retard cutaneous repair? A systematic review in animal models.</a> PLoS One. 14 (10), e0223511(2019).</li>
<li>Punjataewakupt, A., Napavichayanun, S., Aramwit, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+downside+of+antimicrobial+agents+for+wound+healing%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Clin+Microbiol+Infect+Dis%22%5BJournal%5D)">The downside of antimicrobial agents for wound healing.</a> Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 38 (1), 39-54 (2019).</li>
<li>Cristea, A. -G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+smart+dressings+for+combating+antibiotic+resistance+in+wound+care%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceuticals%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial smart dressings for combating antibiotic resistance in wound care.</a> Pharmaceuticals. 18 (6), 825(2025).</li>
<li>Lee, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+prospective%2C+randomized%2C+placebo-controlled%2C+double-blinded%2C+and+split-face+clinical+study+on+LED+phototherapy+for+skin+rejuvenation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Photochem+Photobiol+B%22%5BJournal%5D)">A prospective, randomized, placebo-controlled, double-blinded, and split-face clinical study on LED phototherapy for skin rejuvenation.</a> J Photochem Photobiol B. 88 (1), 51-67 (2007).</li>
<li>Mamalis, A., Garcha, M., Jagdeo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light-emitting+diode-generated+blue+light+modulates+fibrosis+characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg+Med%22%5BJournal%5D)">Light-emitting diode-generated blue light modulates fibrosis characteristics.</a> Lasers Surg Med. 47 (2), 210-215 (2015).</li>
<li>Guffey, J. S., Wilborn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+bactericidal+effects+of+405-nm+and+470-nm+blue+light%5BTitle%5D)+AND+%22Photomed+Laser+Surg%22%5BJournal%5D)">In vitro bactericidal effects of 405-nm and 470-nm blue light.</a> Photomed Laser Surg. 24 (6), 684-688 (2006).</li>
<li>Maclean, M., MacGregor, S. J., Anderson, J. G., Woolsey, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inactivation+of+bacterial+pathogens+following+exposure+to+light+from+a+405-nm+LED+array%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Inactivation of bacterial pathogens following exposure to light from a 405-nm LED array.</a> Appl Environ Microbiol. 75 (7), 1932-1937 (2009).</li>
<li>Dai, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blue+light+for+infectious+diseases%3A+Propionibacterium+acnes%2C+Helicobacter+pylori%2C+and+beyond%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Resist+Updat%22%5BJournal%5D)">Blue light for infectious diseases: Propionibacterium acnes, Helicobacter pylori, and beyond.</a> Drug Resist Updat. 15 (4), 223-236 (2012).</li>
<li>Ammad, S., Gonzales, M., Edwards, C., Finlay, A. Y., Mills, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+assessment+of+the+efficacy+of+blue+light+phototherapy+in+acne%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cosmet+Dermatol%22%5BJournal%5D)">An assessment of the efficacy of blue light phototherapy in acne.</a> J Cosmet Dermatol. 7, 180-188 (2008).</li>
<li>Lembo, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treatment+of+H.+pylori+infection+with+intra-gastric+violet+light+phototherapy%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg+Med%22%5BJournal%5D)">Treatment of H. pylori infection with intra-gastric violet light phototherapy.</a> Lasers Surg Med. 41 (5), 337-344 (2009).</li>
<li>Bauer, R., Hoenes, K., Meurle, T., Hessling, M., Spellerberg, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+violet+and+blue+light+irradiation+on+ESKAPE+pathogens%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Effects of violet and blue light irradiation on ESKAPE pathogens.</a> Sci Rep. 11, 24473(2021).</li>
<li>Magni, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blue-LED-light+photobiomodulation+of+inflammatory+responses+in+mouse+wounds%5BTitle%5D)+AND+%22Life+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Blue-LED-light photobiomodulation of inflammatory responses in mouse wounds.</a> Life (Basel). 12 (10), 1564(2022).</li>
<li>Ahmad, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+characterization+methods+for+evaluation+of+modern+wound+dressings%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo characterization methods for evaluation of modern wound dressings.</a> Pharmaceutics. 15 (1), 42(2022).</li>
<li>Sutterby, E., Thurgood, P., Baratchi, S., Khoshmanesh, K., Pirogova, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+in+vitro+skin+models+for+studying+external+stressors%5BTitle%5D)+AND+%22VIEW%22%5BJournal%5D)">Evaluation of in vitro skin models for studying external stressors.</a> VIEW. 3 (2), 20210012(2022).</li>
<li>Balasubramanian, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibacterial+properties+of+soft+solids+in+solution+and+on+biosurfaces%5BTitle%5D)+AND+%22KONA+Powder+Part+J%22%5BJournal%5D)">Antibacterial properties of soft solids in solution and on biosurfaces.</a> KONA Powder Part J. 42, 251-260 (2025).</li>
<li>Riaz, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FTIR+analysis+of+natural+and+synthetic+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Spectrosc+Rev%22%5BJournal%5D)">FTIR analysis of natural and synthetic collagen.</a> Appl Spectrosc Rev. 53 (9), 703-746 (2018).</li>
<li>Kawada, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acne+phototherapy+with+narrow-band+blue+light%3A+An+open+study+and+in+vitro+investigation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Dermatol+Sci%22%5BJournal%5D)">Acne phototherapy with narrow-band blue light: An open study and in vitro investigation.</a> J Dermatol Sci. 30 (2), 129-135 (2002).</li>
<li>Fukui, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specific-wavelength+visible+light+inhibits+growth+of+P.+gingivalis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Periodontal+Res%22%5BJournal%5D)">Specific-wavelength visible light inhibits growth of P. gingivalis.</a> J Periodontal Res. 43 (2), 174-178 (2008).</li>
<li>Enwemeka, C. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visible+405+nm+SLD+light+photodestroys+MRSA+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Lasers+Surg+Med%22%5BJournal%5D)">Visible 405 nm SLD light photodestroys MRSA in vitro.</a> Lasers Surg Med. 40 (10), 734-737 (2008).</li>
<li>Anju, V. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymicrobial+infections+and+biofilms%3A+eradication+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Antibiotics+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Polymicrobial infections and biofilms: eradication strategies.</a> Antibiotics (Basel). 11 (12), 1731(2022).</li>
<li>Maclean, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+oxygen+in+visible-light+inactivation+of+S.+aureus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Photochem+Photobiol+B%22%5BJournal%5D)">The role of oxygen in visible-light inactivation of S. aureus.</a> J Photochem Photobiol B. 92 (3), 180-184 (2008).</li>
<li>Ashkenazi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eradication+of+P.+acnes+by+porphyrins+and+high-intensity+blue+light%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Immunol+Med+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Eradication of P. acnes by porphyrins and high-intensity blue light.</a> FEMS Immunol Med Microbiol. 35 (1), 17-24 (2003).</li>
<li>Fan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+420-nm+intense+pulsed+light+in+acne+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22J+Eur+Acad+Dermatol+Venereol%22%5BJournal%5D)">Effects of 420-nm intense pulsed light in acne animal model.</a> J Eur Acad Dermatol Venereol. 27 (9), 1168-1171 (2012).</li>
<li>Sinclair, L. G., Rodríguez-López, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibacterial+efficacy+of+low-irradiance+405-nm+light%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Antibacterial efficacy of low-irradiance 405-nm light.</a> Sci Rep. 13, 1-15 (2023).</li>
<li>Amodeo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Violet-blue+%28405+nm%29+LED+lamps+for+disinfection+in+healthcare%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens%22%5BJournal%5D)">Violet-blue (405 nm) LED lamps for disinfection in healthcare.</a> Pathogens. 12 (11), 1338(2023).</li>
<li>Ozdemir, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lights+out+for+superbugs%3A+antimicrobial+blue+light%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Drug+Deliv+Rev%22%5BJournal%5D)">Lights out for superbugs: antimicrobial blue light.</a> Adv Drug Deliv Rev. 224, 115654(2025).</li>
<li>Metreveli, N. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((UV-vis+and+FT-IR+spectra+of+irradiated+collagen+with+ascorbic+acid%5BTitle%5D)+AND+%22Ecotoxicol+Environ+Saf%22%5BJournal%5D)">UV-vis and FT-IR spectra of irradiated collagen with ascorbic acid.</a> Ecotoxicol Environ Saf. 73 (3), 448-455 (2010).</li>
<li>Tu, Y., Quan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxidative+stress+and+human+skin+connective+tissue+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Cosmetics%22%5BJournal%5D)">Oxidative stress and human skin connective tissue aging.</a> Cosmetics. 3 (3), 28(2016).</li>
<li>Nashchekina, Y. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen+analysis+by+FTIR+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Conf+Ser%22%5BJournal%5D)">Collagen analysis by FTIR spectroscopy.</a> J Phys Conf Ser. 1697, 012053(2020).</li>
<li>Ploydaeng, M., Rajatanavin, N., Rattanakaemakorn, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((UV-C+light+for+inactivation+of+microorganisms+and+skin+side+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Photodermatol+Photoimmunol+Photomed%22%5BJournal%5D)">UV-C light for inactivation of microorganisms and skin side effects.</a> Photodermatol Photoimmunol Photomed. 37 (1), 12-19 (2021).</li>
</ol>

Autorzy nie mają konfliktu interesów.

Badanie to wykazuje istotny potencjał antybakteryjny urządzenia LED (BL-LED) o częstotliwości 405 nm w porównaniu z panelem klinicznie istotnych patogenów ran testowanych na syntetycznych modelach skóry opartych na kolagenie. Ekspozycja na BL-LED przy płynności 27 J/cm² pozwoliła zmniejszyć obciążenie mikroorganizmów o 3,5 logarytmu (Rysunek 6), przewyższając wyniki antybakteryjne zgłaszane w kilku wcześniejszych badaniach 6,7,17,18,19, które wykorzystywały...

Zakażenia ran stanowią stałe wyzwanie i znaczące obciążenie dla globalnego systemu opieki zdrowotnej oraz wpływają na jakość życia pacjentów. Gojenje ran często utrudniają infekcje drobnoustrojowe, które opóźniają zamknięcie ran skórnych, co skutkuje powstawaniem zmian i przewlekłych ran głównie u osób starszych i diabetycznych. Konwencjonalne strategie leczenia ran opierają się na antybiotykach, antyseptykach, chemikaliach i naturalnych środkach bioaktywnych, które przede wszystkim tłumią organizmy powodujące rany. Chociaż te tradycyjne metody skutecznie przyspieszają proces gojenia poprzez redukcję komórek zapalnych i zwiększenie liczby fibroblastów1, wiążą się one z wieloma skutkami ubocznymi. Wiele miejscowych środków przeciwdrobnoustrojowych stosowanych w opatrunkach ran zazwyczaj nie jest przyjaznych skórze i może prowadzić do niepożądanych skutków, takich jak odwodnienie skóry, podrażnienie tkanek oraz cytotoksyczne działanie na komórki niezbędne do gojenia się rany2. Oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe (AMR), szeroko zgłaszana z powodu nadużywania środków przeciwdrobnoustrojowych3, głównie stosowania antybiotyków ogólnoustrojowych, zagraża długoterminowej trwałości istniejących terapii farmakologicznych. Biorąc pod uwagę te ograniczenia istniejącej praktyki klinicznej, podkreśla się potrzebę bezpieczniejszych i zrównoważonych alternatyw w leczeniu ran, szczególnie metod bezkontaktowych i bezbólowych, takich jak fototerapia. 
Fototerapia, wykorzystująca widzialne spektrum światła, zyskała coraz większą uwagę jako obiecująca interwencja nieinwazyjna i niefarmakologiczna w różnych zastosowaniach dermatologicznych i terapeutycznych. Jego zastosowania obejmują ogólne odmładzanie skóry4 oraz ulepszenia kosmetyczne oraz celowane zabiegi takie jak trądzik czy terapie przeciwstarzeniowe. Wśród widzialnych długości fal (400-760 nm) światło niebieskie, zazwyczaj w zakresie od 400 nm do 480 nm, wzbudziło duże zainteresowanie naukowe i kliniczne ze względuna swój wieloaspektowy potencjał terapeutyczny. W przeciwieństwie do promieniowania ultrafioletowego (UV), szczególnie pasma UV-C (100-280 nm), które jest szeroko stosowane do dezynfekcji powierzchni ze względu na swoje właściwości genebójne, ale niesie ze sobą dobrze udokumentowane ryzyko uszkodzenia DNA, rakotwórczości i raka skóry, światło niebieskie klasyfikowane jest jako promieniowanie niejonizujące. Ta fundamentalna różnica sprawia, że niebieskie światło jest z natury bezpieczniejsze dla ludzkichtkanek, ponieważ nie posiada energii bezpośrednio uszkadzającej DNA komórkowego ani wywoływania efektów mutagennych. 
Działanie przeciwdrobnoustrojowe niebieskiego światła zostało zgłoszone zarówno wobec bakteriiGram-dodatniego 6, jak i Gram-ujemnego7. Przeprowadzono badania kliniczne w celu potwierdzenia stosowania terapii światłem niebieskim w leczeniu powszechnych infekcji lub zaburzeń8, na przykład hamowanie trądziku Propionibacterium powodującego trądzik pospolity9 oraz leczenie infekcji żołądka10 wywołanych przez Helicobacter pylori. Jednak badania kliniczne dotyczące skuteczności przeciwdrobnoustrojowej zakażeń ran nie są zgłaszane. Coraz więcej ostatnich badań in vitro pokazuje, że fioletowo-niebieskie światło (400-420 nm) jest zdolne do inaktywacji wielu patogenów ESKAPE, zachowując przy tym minimalną cytotoksyczność dla komórek ssaków11. Ostatnio wykazano, że światło niebieskie w zakresie 410-430 nm moduluje aktywność fibroblastów i depozycję kolagenu, wspiera proliferację komórek, reguluje odpowiedzi zapalne oraz generuje reaktywne formy tlenu (ROS) poprzez endogenne pobudzanie porfiryny, które zakłóca komórkibakteryjne 12, co czyni je obiecującym kandydatem do zastosowań w leczeniu ran.
Jednak złożoność gojenia ran, zależna od wielu zmiennych, w tym indywidualnej zmienności, typu ran oraz fizjologicznych i istniejących schorzeń patologicznych, stanowi poważne wyzwania dla badań. Bezpośrednie testowanie in vivo terapii ran pozostaje skomplikowane ze względu na zmienność biologiczną, względy etyczne oraz złożoność środowisk ran. Modele zwierzęce, choć powszechnie stosowane, często nie są w stanie dokładnie oddać fizjologii ludzkiej skóry i są ograniczone rygorystycznymi wymogami regulacyjnymi13. Badania leczenia ran z udziałem badań klinicznych są rzadkie i często rzadko reprezentatywne ze względu na małą wielkość próby, co wymaga dużych prób statystycznych, solidnych kontrol oraz rygorystycznych zatwierdzeń etycznych. Aby pokonać te bariery, modele in vitro odwzorowujące właściwości ludzkiej skóry stały się skutecznymi platformami do wstępnego badaniaprzesiewowego 14. Syntetyczne systemy skóry oparte na kolagenie, takie jak VITRO-Skin, naśladują ludzką skórę pod względem pH, zatrzymywania wilgoci i tekstury powierzchni, i są idealne do testowania zewnętrznych interwencji w kontrolowanych warunkach15. Chociaż kilka badań wykazało szerokospektralne działanie przeciwbakteryjne niebieskiego światła, większość z nich stosowała kultury bulionu, płytki agarowe lub modele zwierzęce, z ograniczonym zastosowaniem na podłożach przypominających skórę.
Opierając się na wykazanym potencjale światła niebieskiego oraz zalety modeli in vitro , obecne badanie ma na celu przetestowanie skuteczności urządzenia LED (Light Emitting Diode) działającego przy maksymalnej długości fali 405 nm w tłumieniu powszechnych patogenów ran. Wprowadzamy nową metodologię oceny skuteczności gojenia ran opartą na uproszczonym modelu mikrobiomu stosowanym do syntetycznej skóry opartej na kolagenie. Porównuje również skuteczność antybakteryjną oraz wpływ na topografię skóry światła niebieskiego generowanego diodą światłową (LED-BL) z płynnością UV-C o zarodkowych czynnikach. Chociaż metoda ta nie jest tak złożona jak systemy biologiczne, przyjmuje pragmatyczne podejście, które pozwala na wysoce kontrolowane i powtarzalne eksperymenty, omijające zmienność i złożoność etyczną związaną z badaniami in vivo oraz badaniami klinicznymi, przyspieszając tym samym wstępną ocenę i wstępne badanie podobnych nowych interwencji terapeutycznych. Główną innowacją tej pracy jest zastosowanie modelu skóry opartego na kolagenie jako powtarzalnej, kontrolowanej platformy do oceny skuteczności przeciwdrobnoustrojowej światła niebieskiego, towarzyszącej analizom bezpieczeństwa opartym na penetracji optycznej, jednolitości i analizach bezpieczeństwa opartych na FTIR.

<table><tbody><tr><td>Acinetobacter baumannii&nbsp; </td><td>ATCC Globalne Centrum Zasobów Biologicznych</td><td>ATCC 19606</td><td></td></tr><tr><td>Światło niebieskie – dioda emitująca światło & nbsp;</td><td>Violumas</td><td>Nie ma</td><td>BL-LED jest prototypem, dlatego nie posiada numeru katalogowego.</td></tr><tr><td>Candida albicans&nbsp; </td><td>ATCC Globalne Centrum Zasobów Biologicznych</td><td>ATCC 10231</td><td></td></tr><tr><td>Enterobacter aerogenes</td><td>ATCC Globalne Centrum Zasobów Biologicznych</td><td>ATCC 13048</td><td></td></tr><tr><td>Escherichia coli</td><td>ATCC Globalne Centrum Zasobów Biologicznych</td><td>ATCC 25922</td><td></td></tr><tr><td>Transformata Fouriera InfraRed&nbsp; (FT-IR) Spektrofotometr Nicolet iS5</td><td>Thermo Scientific</td><td>IQLAADGAAGFAHDMAZA</td><td>Oprogramowanie OMNIC jest używane do analizy</td></tr><tr><td>FT-IR Nicolet iS5 iD1 moduł transmisji bezpośredniej wiązki (adapter podstawowy)</td><td>Thermo Scientific</td><td>IQLAADGAAGFAJAMAYX</td><td></td></tr><tr><td>FT-IR Nicolet iS5 iD7 Diamentowy Tłumiony Moduł Wewnętrznego Załamania</td><td>Thermo Scientific</td><td>IQLAADGAAGFAJAMBFN</td><td></td></tr><tr><td>Inkubator &nbsp;</td><td>Percival Scientific &nbsp;</td><td>9330.01.06L</td><td></td></tr><tr><td>Teromometr IR</td><td>Thermo Fisher Scientific &nbsp; &nbsp;</td><td>06-664-254</td><td></td></tr><tr><td>Klebsiella pneumonia&nbsp; </td><td>ATCC Globalne Centrum Zasobów Biologicznych</td><td>ATCC 13883</td><td></td></tr><tr><td>Sól fizjologiczna z buforem fosforanowym</td><td>Thermo Fisher Scientific &nbsp; &nbsp;</td><td>AM9624</td><td>Numer katalogowy PBS (Thermo Fisher Scientific) &nbsp;</td></tr><tr><td>Pseudomonas aeruginosa</td><td>ATCC Globalne Centrum Zasobów Biologicznych</td><td>ATCC 27853</td><td></td></tr><tr><td>Sabouraud Dextrose Agar</td><td>BD Difco &nbsp;</td><td>DF0109-17-1</td><td>Numer katalogowy SAB (BD Difco)</td></tr><tr><td>Staphylococcus aureus&nbsp; </td><td>ATCC Globalne Centrum Zasobów Biologicznych</td><td>ATCC 25923</td><td></td></tr><tr><td>Tryptyczny agar sojowy</td><td>BD Difco</td><td>DF0369-17-6</td><td>Numer katalogowy TSA (BD Difco)</td></tr><tr><td>Tryptyczny bulion sojowy</td><td>BD Difco &nbsp;</td><td>DF0370-17-3</td><td>Numer katalogowy TSB (BD Difco)</td></tr><tr><td>UV-LED</td><td>Violumas</td><td>Nie ma</td><td>UV-LED jest prototypem, dlatego nie posiada numeru katalogowego.</td></tr><tr><td>UV-VIZ Spektrometr (skanowanie Genesys 10 UV)</td><td>Thermo Scientific &nbsp;</td><td>335907P</td><td></td></tr><tr><td>Vitro-Skin</td><td>MEDELINK</td><td>SKU24000</td><td>Vitro-Skin</td></tr></tbody></table>

badanie urządzenia led z niebieskim światłem w celu tłumienia patogenów ran z wykorzystaniem syntetycznego modelu skóry na bazie kolagenu

Investigation of a Blue Light LED Device to Suppress Wound Pathogens Using a Collagen-Based Synthetic Skin Model

Konwencjonalne leczenie ran jest coraz bardziej trudne wobec wzrostu oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe oraz cytotoksycznych skutków ubocznych tradycyjnych leków. Fototerapia, szczególnie z wykorzystaniem światła niebieskiego (BL), stanowi obiecującą alternatywę nieinwazyjną i bezkontaktową. Badanie to oceniało skuteczność i bezpieczeństwo antybakteryjne urządzenia BL-LED o częstotliwości 405 nm wobec szerokiego spektrum medycznie istotnych patogenów ran, wykorzystując syntetyczny model skóry na bazie kolagenu, podkreślając nowość zastosowania tej platformy do testów antybakteryjnych opartych na świetle. Ta syntetyczna skóra tworzy bardziej realistyczne środowisko, naśladując strukturę i topografię ludzkiej skóry. Mapowanie jednorodności światła wykazało stałe napromieniowanie na średnicy 10 cm (30,14 ± 0,78 mW/cm2). Urządzenie osiągnęło znaczną zależną od płynności redukcję dzienników mikrobiologicznych do 3,5 przy 27 J/cm2, wykazując skuteczność znacznie wyższą niż w podobnych badaniach. Jego szerokospektralna aktywność została potwierdzona przeciwko patogenom ESKAPE i Candida albicans, co stanowi istotną przewagę w leczeniu polimikrobowych infekcji ran. Kluczowym odkryciem była różnica podatności między gatunkami, przy czym Klebsiella pneumoniae wykazywała najwyższą podatność, podczas gdy Staphylococcus aureus okazał się najbardziej odporny. Prawdopodobnie wynika to z różnic w strukturze otoczki mikroorganizmów i zawartości cząsteczek światłoczułych, które wpływają na reaktywne składniki tlenu (ROS). Eksperymenty transmisji optycznej oraz analizy powierzchni versus osadzonych kolonii nie wykazały istotności statystycznej, co sugeruje potencjalne zastosowanie BL do hamowania patogenów pod skórą. Spektroskopia podczerwieni potwierdziła, że ekspozycja na BL, nawet przy wysokich fluencjach (108 J/cm2), nie powoduje wykrywalnej chemicznej ani konformacyjnej degradacji matrycy kolagenowej, w przeciwieństwie do szkodliwych efektów obserwowanych przy germicydnej kontroli UV-C. Wreszcie, unikalna ocena w komorze aerozolowej wykazała, że leczenie BL zmniejszyło osadzanie mikroorganizmów na powierzchniach o ponad 95%, podkreślając jego potencjał w łagodzeniu infekcji nosokomialnych. Wyniki te pokazują przydatność substratów naśladujących skórę jako dostępnej alternatywy do oceny BL w testach przedklinicznych, eliminując tym samym potrzebę stosowania modeli zwierzęcych.

Przeciwdrobnoustrojowa skuteczność diody LED i UV-C z niebieskim światłem przeciwko patogenom ran Urządzenie LED z niebieskim światłem (405 nm), pracujące z intensywnością 30 mW/cm² przez 15 minut, wykazało znaczącą skuteczność przeciwbakteryjną przeciwko wszystkim testowanym patogenom ran na modelach syntetycznych skóry (Rysunek 5). Spośród badanych gatunków Klebsiella pneumoniae wykazywała największą podatność na niebieskie światło, ze średnim logarytmicznym ...

Urządzenie LED z niebieskim światłem o średnicy 405 nm wykazuje skuteczność antybakteryjną przeciwko szerokiemu zakresowi patogenów ran podczas oceny na syntetycznym modelu skóry opartym na kolagenie. To uproszczone podejście in vitro oferuje powtarzalną i etycznie wykonalną alternatywę dla wczesnej fazy oceny terapii przeciwdrobnoustrojowych opartych na świetle.

Badanie urządzenia LED z niebieskim światłem w celu tłumienia patogenów ran z wykorzystaniem syntetycznego modelu skóry na bazie kolagenu

Conventional wound management is increasingly challenged by the rise of antimicrobial resistance and the cytotoxic side effects of traditional agents. ...

Nasze badania analizują, jak światło niebieskie o średnicy 405 nanometrów może bezpiecznie tłumić patogeny ran, wykorzystując syntetyczny model skóry na bazie kolagenu. Większość badań wykorzystuje kultury bulionu, płytki agarowe lub modele zwierzęce. Wprowadzamy realistyczną, powtarzalną platformę naśladowniczą skórę do testów fototerapeutycznych.Na początek należy zdobyć pożądane szczepy bakterii i grzybów. Zbierz pojedynczą izolowaną kolonię i aseptycznie zaszczep ją w pięciu mililitrach tryptycznego bulionu sojowego. Gdy wszystkie szczepy zostaną zaszczepione, inkubuj kultury.Po upływie pożądanego czasu inkubacji dostosuj mętność za pomocą sterylnego PBS do standardu 0,5 McFarlanda dla testów antybakteryjnych. Następnie weź wcześniej przygotowane, nawilżone syntetyczne fragmenty skóry na bazie kolagenu i zaszczep każdą sekcję 100 mikrolitrami zawiesiny mikroorganizmów. Używając sterylnego rozprowadzacza, rozłóż zawieszenie równomiernie na powierzchni.Następnie susz zaszczepione próbki na powietrzu w sterylnej komorze w warunkach otoczenia. Przydziel próbki do trzech grup obsługiwań dla różnej ekspozycji na światło. W przypadku napromieniowania zamontuj niebieskie światło LED na aluminiowym radiatorze.Użyj skalibrowanego optycznego miernika mocy do pomiaru naświetlenia dokładnie na płaszczyźnie obróbki. Dostosuj wysokość sondy, aby uwzględnić grubość czujnika. Teraz dostosuj zasięg promieniowania diody LED, aby ustandaryzować naświetlenie robocze do 30 miliwatów na centymetr kwadratowy.Umieść zaszczepione próbki skóry z grupy B aseptycznie w sterylnych szalkach Petriego bez pokrywek. Umieść naczynia bezpośrednio pod diodą LED niebieskiego światła i naświetlaj przez 15 minut, aby uzyskać docelową płynność 27 dżali na centymetr kwadratowy. Podobnie napromieniuj grupę C pod światłem UVC przez dwie minuty, aby osiągnąć docelową płynność 3,6 dżuli na centymetr kwadratowy.Po napromieniowaniu przenieś obrobioną syntetyczną próbkę skóry do sterylnej rurki o pojemności 15 mililitrów PBS o pH 7,4 i delikatnie ją zawiruj, aby usunąć mikroby przylegające do powierzchni. Teraz przygotuj dziesięciokrotnie seryjne rozcieńczenia zawieszenia. Na płytki agarowe nałóż 100 mikrolitrów wybranych rozcieńczeń i inkubuj płytki.Po zakończeniu okresu inkubacji policz liczbę kolonii i zapisz liczbę jednostek tworzących kolonie. Oblicz redukcję mikroorganizmów na podstawie przedstawionych równań. Aby zasymulować ekspozycję na powietrze nosokomia, użyj spersonalizowanej komory aerozoli akrylowej w kontrolowanych warunkach środowiskowych.Umieść sterylne płytki agarowe wewnątrz komory, aby monitorować aktywność opadań drobnoustrojów. Następnie umieść sterylne próbki skóry wewnątrz komory. Za pomocą nebulizatora rozpyl dwa mililitry zawiesiny mikroorganizmów do komory i wystaw próbki na ciągłe niebieskie światło o mocy 10 mikrowatów na centymetr kwadratowy z odległości 20 centymetrów przez 30 minut.Dla sterowania powtarzać identyczne warunki komory z wyłączonym urządzeniem z niebieskim światłem. Ilościowo określ opłacalne liczby z próbek za pomocą standardowej analizy liczby płyt. Do analizy FTIR kup syntetyczne próbki skóry i nawilżaj je zgodnie z zaleceniami producenta.Podziel nawodnione próbki na cztery zestawy na sterylnej powierzchni. Naświetl dwa zestawy próbek na niebieskie światło o średnicy 405 nanometrów o natężeniu 30 miliwatów na centymetr kwadratowy. Naświetlaj jeden zestaw na 15 minut, a drugi na 60 minut.Podobnie, naświetl dwa zestawy próbek na światło UVC o średnicy 265 nanometrów o natężeniu trzech miliwatów na centymetr kwadratowy, z jednym zestawem naświetlonym przez 15 minut, a drugim przez 60 minut. Po napromieniowaniu delikatnie osusz próbki, aby usunąć wilgoć z powierzchni. Analizuj próbki za pomocą spektroskopii FTIR w celu oceny zmian chemicznych i strukturalnych.Konfiguruj instrument FTIR w trybie ATR i przygotuj powierzchnię kryształu do umieszczenia próbki. Umieść próbkę na krysztale ATR dla uzyskania spektralnego. Wykonaj bezpośrednie porównania spektralne między nieobrobionymi próbkami kontrolnymi a napromieniowanymi.Następnie użyj nieprzetworzonej próbki kontrolnej jako punktu odniesienia i zeskanuj napromieniowane próbki, aby uzyskać podstawowe odjęte widma. Urządzenie LED z niebieskim światłem wykazało znaczącą skuteczność antybakteryjną przeciwko wszystkim testowanym patogenom ran na modelach syntetycznych skóry. Średnie redukcje liczby logów ujawniają różnice podatności zależne od gatunku, przy czym Klebsiella pneumoniae wykazuje największą wrażliwość na niebieskie światło, a Staphylococcus aureus stosunkowo niższy, choć nadal istotny spadek.Napromieniowanie UVC pozwoliło na wyższe redukcje mikrobiologicznych we wszystkich badanych gatunkach. Promieniowanie niebieskim światłem i promieniowaniem UVC wykazało szerokospektralną aktywność przeciwdrobnoustrojową przeciwko klinicznie istotnym patogenom bakteryjnym, w tym Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus oraz Candida albicans. Ekspozycja na niebieskie światło spowodowała zależne od czasu zmniejszenie liczby wszystkich trzech patogenów ran, przy czym Escherichia coli i Candida albicans szybko uległy inaktywacji, a Staphylococcus aureus wykazywał wolniejszy postępujący spadek.Skuteczność niebieskiego światła oceniano dalej w symulowanych warunkach zanieczyszczenia powietrznego. Ciągła ekspozycja znacząco zmniejszyła osadzanie się mikroorganizmów na syntetycznych powierzchniach skóry w porównaniu do nieleczonej kontroli dla każdego badanego gatunku. Widma ATR-FTIR skorygowane na poziomie bazowym wskazały, że obróbka UVC zmniejszała intensywność pików amidowych i zwiększała drgania rozciągające węgiel-tlen, odzwierciedlając rozkład kolagenu.Dla porównania, ekspozycja na niebieskie światło nie wywołała istotnych zmian spektralnych ani chemicznych. Metoda ta ocenia źródła światła fototerapeutycznego poprzez testowanie skuteczności antybakteryjnej, jednocześnie zachowując integralność kolagenu i bezpieczeństwo na powierzchniach przypominających skórę. Kluczowym wyzwaniem w tym protokole jest utrzymanie jednolitego naświetlenia oraz precyzyjna kontrola płynności źródeł światła, aby zapewnić powtarzalne efekty antybakteryjne.Protokół ten można rozszerzyć na testy biofilmu, analizę stresu oksydacyjnego, optymalizację urządzeń świetlnych nowej generacji oraz badania podobnych nowych interwencji terapeutycznych.

investigation-blue-light-led-device-to-suppress-wound-pathogens-using

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Źródło: de Vries, C. R., et.al. Model opóźnionej inokulacji przewlekłej infekcji rany Pseudomonas aeruginosa . J. Vis. Exp. (2020)Ten film pokazuje opóźnione szczepienie luminescencyjnego Pseudomonas aeruginosa u myszy noszącej dwie pełnogrube rany grzbietowe pokryte przezroczystym opatrunkiem foliowym. Ułatwia to powstawanie biofilmu i powstawanie przewlekłych infekcji. Regularne monitorowanie bioluminescencji umożliwia ilościowe określenie obciążenia bakteriami oraz śledzenie postępu infekcji...

Opracowywanie mysiego modelu przewlekłej infekcji skóry Pseudomonas aeruginosa 

Źródło: Wang, Y. i in. Badanie in vivo nad terapią przeciwdrobnoustrojowym niebieskim światłem w leczeniu wieloopornych infekcji oparzeń Acinetobacter baumannii z wykorzystaniem obrazowania bioluminescencji. J. Vis. Exp. (2017)Ten film pokazuje procedurę leczenia zakażeń oparzeń spowodowanych bioluminescencyjnymi, opornymi na leki bakteriami u myszy za pomocą terapii światłem niebieskim, a następnie wykonano obrazowanie bioluminescencyjne w celu monitorowania skuteczności leczenia.

Terapia światłem niebieskim w leczeniu lekoopornych infekcji bakteryjnych w ranach oparzonych w modelu myszy

Source: Hunt, A. M. A., et al. Come to the Light Side: In Vivo Monitoring of Pseudomonas aeruginosa Biofilm Infections in Chronic Wounds in a Diabetic Hairless Murine Model. J. Vis. Exp.(2017).This video demonstrates the procedure for assessing infection clearance and healing progression in a wounded diabetic mouse using bioluminescent and microscopic images.

Bioluminescence Imaging to Track Bacterial Infection and Wound Healing in a Mouse Model

Film pokazuje generowanie modelu skóry owczej ex vivo zakażonego Staphylococcus aureus. Wiąże się to z leczeniem biopsji skóry czoła jagniąt antybiotykami, ustaleniem łożyska rany, umieszczeniem go na przepuszczalnej membranie w wielodołkowej płytce z pożywką wolną od antybiotyków oraz ustaleniu infekcji bakteryjnej w ranie skóry.

Generowanie ex vivo modelu zranionej skóry owcy zakażonej patogenem bakteryjnym

Ten artykuł przedstawia metody wytwarzania i charakteryzowania konformalnego, podobnego do skóry systemu elektronicznego oraz protokoły do wykorzystania w zastosowaniach klinicznych, szczególnie w leczeniu ran skórnych.

Wytwarzanie i charakterystyka konforemnego, przypominającego skórę elektronicznego systemu do ilościowego leczenia ran skórnych

Infekcje wywołane przez wielolekooporne (MDR) szczepy bakteryjne stały się poważnym zagrożeniem dla zdrowia publicznego, co spowodowało konieczność opracowania alternatywnych metod leczenia. Przedstawiamy protokół oceny skuteczności terapii przeciwdrobnoustrojowym światłem niebieskim (aBL) w zakażeniach MDR Acinetobacter baumannii w oparzeniach myszy za pomocą obrazowania bioluminescencyjnego.

In vivo (in vivo) Badanie przeciwdrobnoustrojowej terapii światłem niebieskim w wielolekoopornych zakażeniach oparzeniami Acinetobacter baumannii przy użyciu obrazowania bioluminescencyjnego

Tutaj opisujemy nowy model myszy z cukrzycą, wykorzystujący bezwłose myszy do nieinwazyjnego monitorowania w czasie rzeczywistym infekcji ran biofilmu bioluminescencyjnych Pseudomonas aeruginosa. Metodę tę można zaadaptować do oceny infekcji innymi gatunkami bakterii i mikroorganizmami modyfikowanymi genetycznie, w tym biofilmami wielogatunkowymi, oraz do testowania skuteczności strategii zwalczania biofilmu.

Przejdźmy na jasną stronę mocy: monitorowanie in vivo zakażeń biofilmem Pseudomonas aeruginosa w ranach przewlekłych w modelu myszy bezwłosej z cukrzycą

Opisujemy nieinwazyjny protokół obrazowania in vivo, który jest uproszczony i opłacalny, wykorzystując L-012, chemiluminescencyjny analog luminolu, do wizualizacji i ilościowego określenia reaktywnych form tlenu (ROS) generowanych w mysim modelu rany wycinającej.

In vivo (in vivo) Obrazowanie reaktywnych form tlenu w mysim modelu rany

Celem tego badania było opracowanie mysiego modelu gojenia się ran po oparzeniach. Oparzenie termiczne wywołano na skórze grzbietowej myszy za pomocą podgrzanego mosiężnego szablonu. Spaloną tkankę oczyszczono i pokryto przeszczepem skóry pobranym z ogona genetycznie podobnej myszy dawcy.

Mysi model rany oparzeniowej zrekonstruowany za pomocą allogenicznego przeszczepu skóry

Tutaj demonstrujemy zoptymalizowaną technikę oceny gojenia ran za pomocą ludzkiej skóry ex vivo w połączeniu z podejściem polegającym na barwieniu całego wierzchowania. Metodologia ta stanowi przedkliniczną platformę do oceny potencjalnych terapii ran.

Ludzki model ran ex vivo i barwienie całej góry w celu dokładnej oceny naprawy skóry

Protokół opisuje krok po kroku metodę tworzenia ex vivo modelu zranionej skóry owcy zakażonej Staphylococcus aureus. Ten wysokowydajny model lepiej symuluje infekcje in vivo w porównaniu z konwencjonalnymi technikami mikrobiologicznymi i stanowi dla naukowców fizjologicznie istotną platformę do testowania skuteczności nowo pojawiających się środków przeciwdrobnoustrojowych.

Nowy, wysokowydajny model ran skóry owiec ex vivo do testowania nowych antybiotyków

Dowiedz się, jak oceniać skuteczność fototerapii LED 405 nm przeciwko patogenom ran przy użyciu syntetycznego modelu skóry na bazie kolagenu. Ta metoda oferuje realistyczną platformę do testowania bezpieczeństwa i działania przeciwdrobnoustrojowego.

Badanie urządzenia LED z niebieskim światłem w celu tłumienia patogenów ran z wykorzystaniem syntetycznego modelu skóry na bazie kolagenu (Wideo) | JoVE Journal

Badanie urządzenia LED z niebieskim światłem w celu tłumienia patogenów ran z wykorzystaniem syntetycznego modelu skóry na bazie kolagenu

Przeglądaj więcej filmów