Araştırma makalesi

Kolajen Bazlı Sentetik Cilt Modeli Kullanarak Yara Patojenlerini Bastırmak İçin Mavi Tışık LED Cihazının Araştırılması

855 görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/69403

⸱

24 Şubat 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Engineering Technology and Applied Sciences (SETAS), Centennial College, 2Cofan Thermal/Violumas

Bu makalede

Özet

405 nm mavi ışık LED cihazı, kolajen bazlı sentetik cilt modelinde değerlendirildiğinde geniş bir yara patojenlerine karşı antimikrobiyal etkinlik göstermektedir. Bu basitleştirilmiş in vitro yaklaşım, ışık temelli antimikrobiyal tedavilerin erken aşama değerlendirmesi için tekrarlanabilir ve etik açıdan uygulanabilir bir alternatif sunar.

Özet

Geleneksel yara yönetimi, antimikrobiyal direncin artması ve geleneksel ajanların sitotoksik yan etkileriyle giderek daha fazla zorlanmaktadır. Özellikle mavi ışık (BL) kullanılarak fototerapi, umut vadeden invaziv olmayan ve temassız bir alternatif sunar. Bu çalışma, 405 nm BL-LED cihazının antimikrobiyal etkinliği ve güvenliğini, kollajen bazlı sentetik cilt modeli kullanılarak geniş bir tıbbi açıdan önemli yara patojenleri yelpazesine karşı değerlendirdi ve bu platformun ışık bazlı antimikrobiyal testler için uygulanmasının yeniliğini vurguladı. Bu sentetik deri, insan derisinin yapısını ve topoğrafyasını taklit ederek daha gerçekçi bir ortam sağlar. Işık uniformite haritalaması, 10 cm çapında tutarlı bir ışıklanma gösterdi (30,14 ± 0,78 mW/cm 2). Cihaz, 27 J/cm2'de 3,5'e kadar akıcıya bağlı mikrobiyal log azalması sağladı ve benzer çalışmalarda bildirilenden oldukça daha yüksek bir etkinlik gösterdi. Geniş spektrumlu etkinliği, ESKAPE patojenleri ve Candida albicans'a karşı doğrulandı; bu, polimikrobiyal yara enfeksiyonlarının yönetiminde önemli bir avantajdır. Önemli bir bulgu, türler arasındaki farksal duyarlılıktı; Klebsiella pneumoniae en yüksek hassaslığı gösterirken, Staphylococcus aureus en dirençli olduğunu kanıtladı. Bu muhtemelen mikrobiyal zarf yapısı ve fotosensitif molekül içeriğindeki değişikliklerden kaynaklanır ve bunlar reaktif oksijen türlerini (ROS) etkiler. Optik iletim deneyleri ve yüzey ile gömülü koloni analizleri istatistiksel anlamlılık göstermedi; bu da BL'nin deri altındaki patojenleri engellemek için potansiyel uygulamasını önermektedir. Kızılötesi spektroskopi, yüksek akıcılıklarda (108 J/cm 2) bile BL'ye maruz kalmanın kollajen matriksinde tespit edilebilir kimyasal veya konformasyonel bozulmaya yol açmadığını doğruladı; bu da mikrobisit UV-C kontrolünde gözlemlenen zararlı etkilerin aksine. Son olarak, aerosol odasında yapılan benzersiz bir değerlendirme, BL tedavisinin yüzeylerde mikrobiyal birikmeyi %95'ten fazla azalttığını gösterdi ve bunun nozokomial enfeksiyonları azaltma potansiyelini ortaya koydu. Bu bulgular, cilt taklit eden substratların preklinik testlerde BL'yi değerlendirmek için erişilebilir bir alternatif olarak uygunluğunu göstererek hayvan modellerine olan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır.

Giriş

Yara enfeksiyonları, küresel sağlık sistemi üzerinde kalıcı bir zorluk ve önemli yük oluşturur ve hastaların yaşam kalitesini etkiler. Yara iyileşmesi genellikle mikrobiyal enfeksiyonlarla karmaşıklaşır; bu enfeksiyonlar deri yaralarının kapanmasını geciktirir ve bu da özellikle yaşlı ve diyabetik popülasyonlarda lezyonlara ve kronik yaralara yol açar. Geleneksel yara yönetimi stratejileri, esas olarak yara neden olan organizmaları baskılayan antibiyotikler, antiseptikler, kimyasallar ve doğal biyoaktif maddelere dayanır. Bu geleneksel yöntemler, inflamatuar hücreleri azaltarak ve fibroblast sayısını artırarak iyileşme sürecini hızlandırmadaetkili olsa da, birçok yan etkiyle ilişkilidir. Yara pansumlarında kullanılan birçok topikal antimikrobiyal genellikle cilt dostu değildir ve cilt susuzluğu, doku tahrişi ve yara iyileşme sürecinde gerekli hücreler üzerinde sitotoksik etkiler gibi istenmeyen etkilere yol açabilir2. Antimikrobiyal direnç (AMR), özellikle sistemik antibiyotik kullanımı nedeniyle yaygın olarakbildirilen antimikrobiyal direnç (AMR), mevcut farmakolojik tedavilerin uzun vadeli uygulanabilirliğini tehdit etmektedir. Mevcut klinik uygulamanın bu sınırlamaları göz önüne alındığında, özellikle fototerapi gibi temassız ve ağrısız yöntemler olmak üzere, yara bakım yönetimi için daha güvenli ve sürdürülebilir alternatiflerin gerekliliği vurgulanmaktadır.

Görünür ışık spektrumunu kullanan fototerapi, çeşitli dermatolojik ve tedavi uygulamaları için umut vadeden invaziv olmayan ve farmakolojik olmayan bir müdahale olarak giderek daha fazla ilgi görmüştür. Uygulamaları, genel cilt gençleştirme4 ve kozmetik iyileştirmelerden akne ve yaşlanma karşıtı tedaviler gibi durumlarda hedefli tedavilere kadar uzanır. Görünür dalga boyları (400-760 nm) arasında, genellikle 400 nm ile 480 nm arasında değişen mavi ışık, çok yönlü terapötik potansiyeli nedeniyle önemli bilimsel ve klinik ilgigörmüştür. Özellikle UV-C bandı (100-280 nm) olmak üzere ultraviyole (UV) radyasyonunun aksine; bu bant, mikrobisit özellikleri nedeniyle yüzey dezenfeksiyonunda yaygın olarak kullanılır ancak DNA hasarı, kanserojen oluşması ve cilt kanseri gibi iyi belgelenmiş riskler taşır; mavi ışık iyonlaştırıcı olmayan radyasyon olarak sınıflandırılır. Bu temel fark, mavi ışığı insan dokuları için doğal olarak daha güvenlikılar; çünkü doğrudan hücresel DNA'ya zarar verecek veya mutajenik etkiler yaratacak enerjiye sahip değildir.

Mavi ışığın antimikrobiyal etkinliği hem Gram-pozitif6 hem de Gram-negatif7 bakterilere karşı rapor edilmiştir. Mavi ışık tedavisinin yaygın enfeksiyonlar veyabozukluklara karşı kullanımını doğrulamak için bazı klinik çalışmalar yapılmıştır; örneğin, aknevulgaris 9'a neden olan Propionibacterium akne'nin bastırılması ve Helicobacter pylori tarafından neden olan mideenfeksiyonlarının tedavisi gibi. Ancak, yara enfeksiyonlarının antimikrobiyal etkinliğini araştıran klinik çalışmalar rapor edilmemektedir. Son zamanlarda yapılan artan sayıda in vitro çalışma, mor-mavi ışığın (400-420 nm) birden fazla ESKAPE patojenini etkisiz hale getirebildiğini ve memeli hücrelerine minimum sitotoksisiteyi koruyabildiğinigöstermektedir 11. Son zamanlarda, 410-430 nm aralığındaki mavi ışığın fibroblast aktivitesini ve kollajen birikimini modüle ettiğini, hücre çoğalmasını teşvik ettiğini, inflamatuar yanıtları düzenlediğini ve endogen porfirin uyarımıyla bakteri hücrelerini bozan reaktif oksijen türleri (ROS) ürettiğigösterilmiştir 12; bu da yara iyileşme uygulamaları için umut vadeden bir aday haline gelmektedir.

Ancak, bireysel varyans, yara tipi ve fizyolojik ile önceden var olan patolojik durumlar gibi birden fazla değişkenle belirlenen yara iyileşmesinin karmaşıklığı, araştırmalar için önemli zorluklar yaratmaktadır. Yara tedavilerinin doğrudan in vivo testi, biyolojik değişkenlik, etik kaygılar ve yara ortamlarının karmaşıklığı nedeniyle karmaşık olmaya devam etmektedir. Hayvan modelleri yaygın olarak kullanılsa da, insan derisi fizyolojisini doğru şekilde temsil edemez ve katı düzenleyici gereksinimlerle sınırlanır13. Klinik çalışmaları içeren yara iyileşme çalışmaları nadir ve genellikle nadiren temsil edilebilir çünkü küçük örneklem büyüklüğü büyük istatistiksel örnekler, sağlam kontroller ve katı etik onaylar gerektirir. Bu engelleri aşmak için, insan derisi özelliklerini kopyalayan in vitro modeller ilk tarama için etkili platformlar olarak ortayaçıkmıştır. VITRO-Skin gibi kolajen bazlı sentetik cilt sistemleri, insan derisini pH, nem tutma ve yüzey dokusu açısından taklit eder ve kontrollü koşullarda dış müdahaleleri test etmek içinidealdir. Birçok çalışma mavi ışığın geniş spektrumlu antimikrobiyal etkilerini gösterse de, çoğu et suyu kültürleri, agar plakaları veya hayvan modelleri kullanmış ve deri benzeri substratlara sınırlı uygulama uygulamıştır.

Mavi ışığın kanıtlanmış potansiyeli ve in vitro modellerin avantajları üzerine inşa edilen mevcut çalışma, 405 nm zirve dalga boyunda çalışan bir Işık Yayıcı Diyot (LED) cihazının yaygın yara patojenlerini bastırma etkinliğini test etmeyi amaçlamaktadır. Kolajen bazlı sentetik cilde uygulanan basitleştirilmiş bir mikrobiyom modeline dayalı yara iyileşme etkinliğini değerlendirmek için yeni bir değerlendirme metodolojisi sunuyoruz. Ayrıca, antimikrobiyal etkinliği ve Light Emitting Diode-Generated Blue Light (LED-BL) ile mikrobisit UV-C akıcılığının cilt topografisi üzerindeki etkisini karşılaştırır. Bu yöntem biyolojik sistemlerin karmaşıklığından yoksun olsa da, in vivo çalışmalar ve klinik denemelerle ilişkili değişkenlik ve etik karmaşıklıkları aşan yüksek kontrollü ve tekrarlanabilir deneylere olanak tanıyan pragmatik bir yaklaşım benimser; böylece benzer yeni terapötik müdahalelerin ön değerlendirmesi ve ilk taramasını hızlandırır. Bu çalışmanın temel yeniliği, mavi ışığın antimikrobiyal etkinliğini değerlendirmek için tekrarlanabilir, kontrol edilebilir bir platform olarak kollajen bazlı cilt modelinin uygulanmasında yatmaktadır; bu platform, optik nüfuz, uniformite ve FTIR tabanlı güvenlik analizleriyle birlikte yapılır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. Sentetik cilt örneklerinin hazırlanması

Kolajen bazlı sentetik cilt modeli (VITRO-Skin) bir levha, aseptik koşullarda biyogüvenlik kabininde 5,0 cm × 2,5 cm ölçüsünde dikdörtgen parçalar halinde kesildi. Her örnek steril bir Petri kabına konur ve kullanılana kadar 4 °C sıcaklıkta saklanırdı. Aşılamadan önce, örnekler oda sıcaklığında dengelenerek üreticinin talimatlarına göre insan derisinin nemlendirme seviyesini taklit etmek için nem odasında nemlendirildi.

2. Mikrobiyal kültürlerin hazırlanması

Amerikan Tip Kültürü Koleksiyonu (ATCC) referans suşları; bunlar arasında Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Escherichia coli (ATCC 25922), Enterobacter aerogenes (ATCC 13048), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Acinetobacter baumannii (ATCC 19606), Klebsiella pneumoniae (ATCC 13883) ve Candida albicans bulunur (ATCC 10231) kullanıldı. Tek koloniler, aseptik koşullarda 5 mL Triptik Soya Suyu (TSB) içine aşılandı. Bakteriyel kültürler 35 °C'de 24 saat kuluçka, mantar kültürleri ise 5 gün boyunca 22 °C'de kuluçka edildi. İnkubasyon sonrası, antimikrobiyal testler için steril Fosfat Tamponlu Salin (PBS) kullanılarak bulanıklık 0,5 McFarland Standardı (yaklaşık 1,5 × 10⁸ CFU/mL) olarak ayarlandı.

3. Sentetik cilt modellerinin aşılanması

Her nemlendirilmiş sentetik cilt bölümü 100 μL mikrobiyal süspansiyon ile aşılandı ve steril tek kullanımlık yayıcı kullanılarak eşit şekilde yayıldı. Aşılanan yüzeyler, ortam laboratuvar koşullarında (22-24 °C, %60-70 RH) steril bir odada 15 dakika boyunca hava kurutuldu. Örnekler üç gruba ayrıldı: işlenmemiş kontrol (Grup A), ışık kaynağı (mavi ışık LED, 405 nm), radyasyon (Grup B) ve UV-C LED (265 nm) ışınlama (Grup C). Şekil 1, sentetik cilt modeli kullanılarak ışık kaynağının antimikrobiyal etkinliğinin değerlendirilmesiyle yapılan deneylerin şematik temsilini göstermektedir.

4. Işık kaynağı konfigürasyonu ve radyasyon

405 nm mavi ışık LED cihazı, ısı birikmesini önlemek ve sentetik cilt örneklerinin termal olarak güvenli ışınlanmasını sağlamak için alüminyum ısı alıcıya monte edilmiştir (Şekil 2). Aşınma, kalibre edilmiş optik güç ölçer kullanılarak tam işlem düzleminde ölçüldü ve prob yüksekliği sensör kalınlığına göre ayarlandı. Çalışma ışılma, LED'in fırlatma mesafesi ayarlanarak 30 mW/cm² olarak standartlaştırıldı.

Arıtma alanı boyunca aydınlatma düzeni, 16 eşit aralıklı noktada ışınlanma ölçülerek doğrulandı ve ortalama 30,14 ± 0,78 mW/cm² elde edildi (Şekil 3). Mikrobisit etkilerin temel karşılaştırması için, UV-C tedavileri 265 nm LED kaynağı kullanılarak 20 cm mesafede 2 dakika boyunca 3 mW/cm² sağladı.

Akıcılık, ışık × pozlama süresi olarak hesaplanmış ve mavi ışık için 27 J/cm² (30 mW/cm² × 900 s) ile UV-C için 3,6 J/cm² olarak karşılık gelmiştir.

Antimikrobiyal testler için, mikrobiyal süspansiyonlarla aşılanmış nemlendirilmiş sentetik cilt örnekleri, steril Petri kaplarına (kapakları çıkarılmış) aseptik olarak yerleştirilir ve doğrudan mavi ışık LED'inin altına yerleştirilirdi. Aşıtlama grubuna (Grup B) atanan örnekler, hedef akıcılığa ulaşılana kadar (15 dakika) sürekli maruz bırakıldı. 15 dakikalık maruziyet süresi (27 J/cm²), türler arasında tutarlı antimikrobiyal etkinlik gösteren ve potansiyel klinik veya bakım noktası uygulamaları için pratik bir maruziyet süresi temsil eden ön zaman öldürme deneylerine dayanarak seçildi. Her örnek numunesinin sıcaklığı, aydınlatma sırasında önemli bir ısınma olmadığı doğrulanmak için temassız bir kızılötesi termometre kullanılarak her 5 dakikada bir izlendi. Sıcaklık izleme, mavi ışık ışını sırasında yüzey sıcaklığında (>2 °C) ölçülebilir bir artış göstermemiştir ve gözlemlenen antimikrobiyal etkilerin termal olmadığını doğrulamıştır.

5. Mavi ışık LED ve UV-C'nin yara patojenlerine karşı antimikrobiyal etkinliği

Tedaviden sonra, her sentetik cilt örneği 9.0 mL PBS (pH 7.4) içeren steril 15 mL tüplere aktarıldı. Tüpler, yüzeye yapışan mikropları yerinden çıkarmak için 1 dakika boyunca nazikçe girdap tutuldu. Seri on katlı seyreltmeler hazırlandı ve bakteriler için Tryptic Soy Agar (TSA) ile mantar için Sabouraud Dextrose Agar (SDA) üzerine 100 μL aliquot kaplama yapıldı. Plakalar kuluçka (bakteriler 35 °C'de 24 saat; mantarlar 22 °C'de 5 gün) ve koloni oluşturan birimler (CFU) sayıldı. Mikrobiyal indirgeme aşağıdaki denklemlerle nicelendirilmiştir:

Log Indirgeme = log10(A) - log10(B)

Yüzde Azalma = ((A - B)/A) × 100

Burada A = kontrolden CFU sayımı; B = İşlenmiş örneklerden CFU sayısı.

Negatif kontroller, sterilliği doğrulamak için sadece medya plakaları ve PBS'den oluşurken, tedavi edilmemiş aşılanmış numuneler tedavi etkinliğini karşılaştırmak için kullanıldı. Pozitif kontrol plakaları, kültür uygulanabilirliğini doğrulamak için aşılanmış ATCC mikrobiyal süspansiyonlarından oluşuyordu. Tüm deneysel adımlar aseptik koşullarda gerçekleştirildi.

6. Mavi ışık ışınının zamana bağlı antimikrobiyal etkinliği

Akıcılığa bağlı etkiyi değerlendirmek için mavi ışığa maruz kalma süreleri 2 dakika, 5 dakika, 10 dakika, 15 dakika, 20 dakika ve 30 dakika olarak ayarlandı. Antimikrobiyal aktivite yukarıdaki gibi CFU sayımıyla değerlendirildi ve doz bağımlı ilişkilerin analizine olanak sağladı.

7. Aerosol bir odada mavi ışık LED etkinliği, nozokomial koşulları simüle ediyor

Kontrollü çevresel koşullarda, nozokomial hava maruziyetini simüle etmek için özelleştirilmiş akrilik aerosol odası kullanılmıştır (Şekil 4). Aerosol mikrobiyal süspansiyonlar (~1.5 x 106 CFU/mL) bir nebulizator kullanılarak tanıtıldı ve sentetik cilt örnekleri 30 dakika boyunca maruz kaldı. Mavi ışık, pozlama boyunca (10 μW/cm², 20 cm mesafe) swatche'lere yönlendirildi. Kontrol deneyinde aynı poz koşulları uygulandı, ancak BL-LED cihazı kapalı kaldı. Aerosol odasındaki mikrobiyal hücre yoğunlukları, agar plakalarının maruziyetten önce odanın içine yerleştirildiği fall-out aktivite ölçümleriyle izlendi. Sentetik cilt örneklerine (2 cm x 2 cm) yapışan canlı mikrobiyal hücreler, yukarıda açıklandığı gibi standart plaka sayısı analiziyle nicelendirilmiştir. Bu düşük ışıklandırma (10 μW/cm²), sürekli yüksek yoğunluklu radyasyonun mümkün olmadığı sağlık ortamlarındaki gerçek ortam aydınlatma koşullarını taklit etmek için seçilmiştir.

8. Optik iletim ve gömülü koloni testi

  1. Sentetik cilt alt tabakası üzerinden optik iletim
    Sentetik deriden mavi ışığın nüfuzunu nicelikle ölçmek için, ışıklandırma, tedavi düzleminde konumlandırılmış kalibre edilmiş optik güç ölçer kullanılarak ölçüldü. BL yoğunluğu (405 nm, 30 mW/cm²), LED ile dedektör arasına yatay olarak yerleştirilmiş nemlendirilmiş sentetik cilt örnekleriyle ve bunsuz kaydedildi. Bulaşma (%) iletim ışıklandırma (cilt ile) ile gelen ışıklandırma (deri yok) oranı olarak hesaplandı.
    Sulu koşullarda iletim UV-Viz spektrofotometre kullanılarak değerlendirildi. Nemlendirilmiş sentetik bir cilt şeridi, deionize su ile doldurulmuş standart polistiren küvete dikey olarak yerleştirildi. Sadece suyla dolu küvet bile boşluk olarak kullanılıyordu. 405 nm'de absorbans kaydedildi ve %T = 10(-A) × 100 kullanılarak yüzde iletim hesaplandı.
  2. Gömülü koloni testi kullanarak fonksiyonel doğrulama
    Yüzey ve gömülü koloni mikrobiyal indirgeme testleri, iletimin fonksiyonel korelatı olarak yapıldı; burada örnekler bir yüzeye aşılandı, ancak karşı (alt) taraftan ışınlanarak deri yüzeyinin altında bulunan mikropları simüle etti. CFU'lar, yukarıda antimikrobiyal etkinlik bölümünde tanımlandığı şekilde nicele edilmiştir.

9. Mavi ışık ve UV-C maruziyeti sonrası sentetik cilt bozulması için FT-IR spektroskopisi

Işığa maruz kalma nedeniyle kolajen bazlı sentetik cilt matriksinde olası kimyasal ve yapısal değişiklikleri değerlendirmek için Fourier Dönüşümü Kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi gerçekleştirildi. Sentetik cilt örnekleri (2 cm × 2 cm), üretici talimatlarına uygun olarak nemlendirilmiş, mikrobiyal indirgeme testlerinde kullanılan numunelerle aynı. Hidratlı örnekler, ya 405 nm mavi ışığa (30 mW/cm²) ya da 265 nm UV-C (3 mW/cm²) 15 dakika (standart maruziyet, 27 J/cm²) veya 60 dakika (en kötü durum stres durumu) maruz bırakıldı. Aşıtmadan sonra, örnekler yüzey nemini gidermek için nazikçe silindi ve hemen FT-IR ile analiz edildi.

10. ATR-FTIR ölçümü

Spektrumlar, uyumlu bir analiz yazılımıyla donatılmış bir IR spektrofotometre kullanılarak elde edildi. Tüm örnekler, Zayıflatılmış Toplam Yansıtma (ATR) iD7 modülü kullanılarak analiz edildi. Işlanmaya bağlı spektral değişiklikleri izole etmek için (1) Tedavi edilmemiş kontroller ile radyasyonlu örnekler arasında doğrudan spektral karşılaştırma yapıldı. (2) Temelden çıkarılan karşılaştırmalar, işlenmemiş kontrol örnek örnek olarak arka plan referansı olarak kullanılarak radyasyonlu örnekler taranmadan önce yapıldı ve yalnızca yeni veya değiştirilmiş zirvelerin görselleştirilmesine izin verildi.

Bu çift yaklaşım, topografik gürültüyü azaltır ve amid ile parmak izi bölgelerindeki ince değişikliklerin algılanmasını iyileştirir. Tüm örneklerde hidrasyon seviyesi, örnek kalınlığı ve yönelim, spektral değişkenliği azaltmak için standartlaştırıldı. Her pozlama durumu (kontrol, BL-15 dakika, BL-60 dakika, UV-15 dakika, UV-60 dakika) üç kez tarandı.

11. İstatistiksel analiz

Tüm deneyler, aksi belirtilmedikçe bağımsız biyolojik üçlükler kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Veriler, şekil açıklamalarında belirtildiği gibi ortalama ± standart sapma (SD) veya %95 güven aralıkları (CI) ile ortalama olarak sunulur. Veri dağılımının normalliği Shapiro-Wilk testi kullanılarak değerlendirildi. İki grup arasında çift karşılaştırmalar (örneğin, mavi ışık ile UV-C, yüzey ve gömülü koloniler) eşleşmemiş iki kuyruklu Öğrenci t-testleri kullanılarak yapıldı. İkiden fazla koşul veya zaman noktası içeren karşılaştırmalar için, tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve ardından uygun sonradan test uygulandı. Her karşılaştırma için kullanılan özel istatistiksel test, ilgili şekil efsanesinde belirtilmiştir. P-değeri <0.05 istatistiksel olarak anlamlı olarak kabul edildi.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Mavi ışık LED ve UV-C'nin yara patojenlerine karşı antimikrobiyal etkinliği
Mavi ışık LED cihazı (405 nm), 15 dakika boyunca 30 mW/cm² yoğunlukta çalışarak, sentetik cilt modellerinde test edilen tüm yara patojenlerine karşı önemli antimikrobiyal etkinlik göstermiştir (Şekil 5). Test edilen türler arasında, Klebsiella pneumoniae mavi ışığa en yüksek duyarlılığı gösterdi ve canlı hücre sayısında ortalama log azalması 3,4'tü. Buna ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Bu çalışma, 405 nm Mavi Işık LED (BL-LED) cihazının, kolajen bazlı sentetik cilt modellerinde test edilen klinik açıdan önemli yara patojenleri paneline karşı önemli antimikrobiyal potansiyelini göstermektedir. 27 J/cm² akıcılıkta BL-LED maruziyeti, mikrobiyal yükte 3,5 log'a kadar azalma sağlamış (Şekil 6), daha önceki 6,7,17,18,19 çalışmalarında bildirilen antimikrobiyal performansı aşmıştır; bu ça...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarların çıkar çatışması yoktur.

Teşekkürler

Bu çalışma, Kanada'daki Centennial College "Uygulamalı Araştırma, İnovasyon ve Girişimcilik Hizmetleri" (ARIES) tarafından finanse edilmiştir (W24-21). Mikrobiyal malzemeler ve BSL-2 tesisleri, Kanada'daki Centennial College'daki "Applied Biological and Environmental Sciences (ABES)" tarafından sağlanmıştır. Yazarlar, Andrew Baer ve Gillian Goring'in FT-IR spektroskopisindeki rehberliğini ve hazırlık odası personelinin medya hazırlığı ve sterilizasyondaki yardımlarını takdir etmektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Acinetobacter baumannii  ATCC Küresel Biyokaynak MerkeziATCC 19606
Mavi Işık - Işık Yayan Diyot  ViolumasYokBL-LED bir prototiptir, bu nedenle katalog numarası yoktur 
Candida albicans  ATCC Küresel Biyokaynak MerkeziATCC 10231
Enterobacter aerogenesATCC Küresel Biyokaynak MerkeziATCC 13048
Escherichia coliATCC Küresel Biyokaynak MerkeziATCC 25922
Fourier Dönüşümü InfraRed  (FT-IR) Spektrofotometre Nicolet iS5Termo BilimselIQLAADGAAGFAHDMAZAOMNIC Yazılımı Analiz için kullanılır
FT-IR Nicolet iS5 iD1 Doğrudan Tışın İletim Modülü (Temel Adaptör)Termo BilimselIQLAADGAAGFAJAMAYX
FT-IR Nicolet iS5 iD7 Elmas Zayıflatılmış İç Kırılma ModülüTermo BilimselIQLAADGAAGFAJAMBFN
Kuluçka makinesi Percival Scientific 9330.01.06L
IR teromometreThermo Fisher Scientific   06-664-254
Klebsiella pnömonie  ATCC Küresel Biyokaynak MerkeziATCC 13883
Fosfatla tamponlu tuzlu suThermo Fisher Scientific   AM9624PBS Katalog numarası (Thermo Fisher Scientific) 
Pseudomonas aeruginosaATCC Küresel Biyokaynak MerkeziATCC 27853
Sabouraud Dextrose AgarBD Difco DF0109-17-1SAB Katalog numarası (BD Difco)
Staphylococcus aureus  ATCC Küresel Biyokaynak MerkeziATCC 25923
Triptik Soya AgarBD DifcoDF0369-17-6TSA Katalog numarası (BD Difco)
Triptik Soya SuyuBD Difco DF0370-17-3TSB Katalog numarası (BD Difco)
UV-LEDViolumasYokUV-LED bir prototiptir, bu nedenle katalog numarası yoktur 
UV-VIZ Spektrofometeri (Genesys 10 UV Tarama)Termo Bilimci 335907P
Vitro-SkinMEDELINKSKU24000Vitro-Skin

Kaynaklar

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

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Mavi I k FototerapisiKolajen MatriksAntimikrobiyal EtkinlikFTIR SpektroskopisiUVC I nlamaHava Yoluyla Bula maBiyofilm Testi

İlgili makaleler