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

Araştırmamız, 405 nanometrelik mavi ışığın yara patojenlerini nasıl güvenli bir şekilde bastırabileceğini kolajen bazlı sentetik cilt modeli kullanarak inceliyor. Çoğu çalışmada et suyu kültürleri, agar plakaları veya hayvan modelleri kullanılır. Fototerapi testi için gerçekçi, tekrarlanabilir cilt taklit platformu sunuyoruz.

Başlamak için, istenen bakteriyel ve mantar suşlarını elde edinin. Tek bir izole koloni seçin ve aseptik olarak beş mililitre triptik soya çorbasına aşılayın. Tüm suşlar aşılandıktan sonra, kültürleri kuluçka yapın.

İstenen kuluçka süresinden sonra, antimikrobiyal testler için steril PBS ile bulanıklığı 0.5 McFarland standardına göre ayarlayın. Sonra, önceden hazırlanmış kolajen bazlı nemlendirilmiş sentetik cilt kesitlerini alın ve her bölümü 100 mikrolitre mikrobiyal süspansiyonla aşılayın. Steril bir yayıcı kullanarak, süspansiyonu yüzeye eşit şekilde dağıtın.

Daha sonra aşılanmış örnekleri ortam koşullarında steril bir odada hava ile kurutabilir. Farklı ışık maruziyeti için örnekleri üç tedavi grubuna atandırın. Aşıtım için, mavi ışık LED cihazını alüminyum ısı alıcıya monte edin.

Tam işlem düzleminde ışınlanmayı ölçmek için kalibre edilmiş bir optik güç ölçer kullanın. Sensör kalınlığını hesaba katacak şekilde prob yüksekliğini ayarlayın. Şimdi, LED'in fırlatma mesafesini ayarlayarak çalışma ışınlanmasını 30 miliwatt/santimetrekareye standartlaştırın.

B grubundan aşılanmış cilt örneklerini aseptik olarak kapsız steril Petri kaplarına yerleştirin. Tabakları doğrudan mavi ışık LED'inin altına yerleştirin ve 15 dakika boyunca ışınlama ile 27 joule akıcı hedefe ulaşın. Benzer şekilde, C grubunu UVC ışığı altında iki dakika boyunca ışınlandırarak 3.6 joule akıntı noktasına ulaşın.

Aşıtmanın ardından, işlenmiş sentetik cilt örneği, pH 7.4 seviyesinde dokuz mililitre PBS içeren steril 15 mililitrelik bir tüpe aktarın ve yüzeye yapışan mikropları nazikçe vurarak dışarı çıkarın. Şimdi askıyı on kat seri seyreltme yapın. Seçilen seyreltmelerden 100 mikrolitre levha tableti agarlara yerleştirin ve plakaları kuluçka altına alın.

Kuluçka döneminin sonunda, koloni sayısını sayın ve koloni oluşturan birimlerin sayısını kaydedin. Sunulan denklemleri kullanarak mikrobiyal indirgemeyi hesaplayın. Nozokomial hava maruziyetini simüle etmek için, kontrollü çevresel koşullarda özelleştirilmiş akrilik aerosol odası kullanın.

Mikrobiyal sızıntı aktivitesini izlemek için steril agar plakalarını odanın içine yerleştirin. Sonra steril cilt örneklerini odanın içine yerleştirin. Bir nebulizator kullanarak, iki mililitre mikrobiyal süspansiyonu odaya aerosol ile yerleştirin ve parçaları 20 santimetre mesafeden 10 mikrowatt aralıklı mavi ışığa 30 dakika boyunca maruz bırakın.

Kontrol için, mavi ışık cihazı kapalıyken aynı oda koşullarını tekrarlayın. Standart plaka sayısı analiziyle swatches'ten alınan geçerli sayıları nicelikle ölçemek. FTIR analizi için sentetik cilt örnekleri alın ve üreticinin talimatlarına göre nemlendirilin.

Hidretlenmiş numuneleri steril bir yüzeyde dört sete ayırın. İki set örnek setini, 30 miliwatt/santimetre yoğunlukta 405 nanometrelik mavi ışığa maruz bırakın. Birini 15 dakika, diğerini 60 dakika boyunca açığa çıkar.

Benzer şekilde, iki set numuneyi 265 nanometrelik UVC ışığa, her santimetrekare başına üç miliwatt yoğunlukta maruz bırakın; biri 15 dakika, diğeri ise 60 dakika boyunca maruz bırakılır. Aşıtmadan sonra, yüzey nemini çıkarmak için örnekleri nazikçe lekele. Kimyasal ve yapısal değişiklikleri değerlendirmek için örnekleri FTIR spektroskopisiyle analiz edin.

FTIR cihazını ATR modunda yapılandırın ve kristal yüzeyi numune yerleştirmeye hazırlayın. Örnek parçasını spektral yakalama için ATR kristaline yerleştirin. İşlenmemiş kontrol ve radyasyonlu örnekler arasında doğrudan spektral karşılaştırmalar yapılabilir.

Sonra, işlenmemiş kontrol örnek modelini arka plan referansı olarak kullanın ve radyasyonlu örnekleri tararak temel çıkarılmış spektrumlar elde edin. Mavi ışık LED cihazı, sentetik cilt modellerinde test edilen tüm yara patojenlerine karşı önemli antimikrobiyal etkinlik göstermiştir. Ortalama log indirgenmeleri, türe bağlı duyarlılık farklılıklarını ortaya koymaktadır; Klebsiella pneumoniae mavi ışığa karşı en yüksek hassasiyeti gösterirken, Staphylococcus aureus nispeten daha düşük ancak yine de anlamlı azalma göstermektedir.

UVC ışını, test edilen tüm türlerde daha yüksek mikrobiyal indirgenimler sağlamıştır. Mavi ışık ve UVC ışını, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus ve Candida albicans gibi klinik açıdan önemli bakteriyel patojenlere karşı geniş spektrumlu antimikrobiyal aktivite göstermiştir. Mavi ışığa maruz kalma, üç yara patojeninde de zamana bağlı bir azalmaya neden oldu; Escherichia coli ve Candida albicans hızla inaktive oldu, Staphylococcus aureus ise daha yavaş ve ilerleyici bir azalma gösterdi.

Mavi ışık etkinliği, simüle edilmiş hava yoluyla kontaminasyon koşullarında daha fazla değerlendirildi. Sürekli maruziyet, değerlendirilen her tür için sentetik cilt yüzeylerinde mikrobiyal birikimini tedavi edilmemiş kontrollere göre anlamlı şekilde azaltmıştır. Başlangıç düzeltmeli ATR-FTIR spektrumları, UVC işleminin amid zirvelerinin yoğunluğunu azalttığını ve karbon-oksijen esneme titreşimlerini artırdığını gösterdi; bu da kollajen parçalanmasını yansıtıyordu.

Buna karşılık, mavi ışığa maruz kalma herhangi bir anlamlı spektral veya kimyasal değişime yol açmadı. Bu yöntem, cilt benzeri yüzeylerde kolajen bütünlüğünü ve güvenliğini koruyarak antimikrobiyal etkinliği test ederek fototerapi ışık kaynaklarını değerlendirir. Bu protokoldeki temel zorluk, ışık kaynaklarının düzgün ışık ve doğru akıcılık kontrolünü sağlamak için tekrarlanabilir antimikrobiyal sonuçlar sağlamaktır.

Bu protokol, biyofilm testi, oksidatif stres analizi, yeni nesil ışık cihazı optimizasyonu ve benzer yeni terapötik müdahalelerin taramasına genişletilebilir.