메티실린 내성 포도상구균 균주에 대한 새로운 유효성 연구 aureus(MRSA)는 현대 의학의 시급한 문제입니다. 항생제의 대안으로서 방부제는 내성 균주에 대해 강력하고 지속적이며 적극적인 제제이며 미생물총을 위반하지 않습니다.
성분 비율이 다른 in situ 준비된 키토산-은 나노입자(Ag NPs) 용액의 활성을 환자로부터 분리된 MRSA에 대해 테스트했습니다. Ag NP는 녹색 화학 접근법을 사용하는 화학적 환원 방법을 통해 합성되었습니다. Ag 나노입자의 항균 활성과 분산성을 향상시키기 위해 cetrimonium bromide(CTAB)에 의한 Ag 나노입자의 표면 개질을 수행하였다.
Ag 나노입자와 키토산-Ag 나노입자 용액은 X선 회절, 투과전자현미경, 적외선 분광법 및 분광광도계 측정을 사용하여 특성화되었습니다.
XRD, FTIR, UV-Vis 및 TEM 측정 결과 키토산 및 Ag 나노입자의 화학적 조성과 높은 순도를 확인했습니다.
키토산-AgNPs 용액은 순수한 형태에 비해 우수한 항균 효능을 보였습니다. 동시에, chitosan-Ag NPs 용액(키토산 분말 6.0μg/ml, Ag/CTAB NPs)의 in situ 제조는 성분의 침전으로 인해 불가능했습니다. 이 결과는 매우 유망하며 약물 내성 박테리아와 싸우는 효과적인 솔루션으로 간주될 수 있습니다.
<섹션 데이터-제목="배경">감염은 상당수의 항생제와 방부제가 존재함에도 불구하고 전 세계적으로 이환율과 사망률의 주요 원인으로 남아 있습니다. 중등도 및 중증 감염에서 항생제 치료는 일반적으로 세균학적 검사 결과를 얻기 전에 경험적으로 시작됩니다. 항생제의 지속적인 사용은 항생제 내성 미생물의 선택과 증식에 유리한 조건을 만들었습니다[22]. 모든 감염 과정의 인자에 대한 다제 내성의 높은 유병률은 오늘날 문서화되어 있습니다[6]. 가장 악명 높은 다제내성 세균은 메티실린 내성 황색포도상구균입니다. (MRSA) [9]. 이 병원체는 피부 감염에서 폐렴, 심내막염, 패혈증과 같은 심각한 장애에 이르기까지 광범위한 인간 및 동물 질병의 원인이 되며 이러한 감염은 인간의 건강에 영향을 미칠 수 있습니다[32]. 부적절한 치료를 받은 환자의 감염 원인을 분석한 결과 32.6%의 MRSA 기반 감염 사례에서 치료가 부적절했으며[12] 연간 의료 비용이 30억~40억 달러에 달하는 것으로 나타났습니다[32].
MRSA에 대한 새로운 유효성 약물의 연구는 현대 의학의 시급한 문제입니다. 항생제의 대안으로서 방부제는 내성 균주에 대해 강력하고 지속적이며 적극적인 제제이며 미생물총을 위반하지 않습니다. 이러한 문제를 극복하기 위해서는 새롭고 혁신적인 준비가 필요합니다. 하이브리드 나노 물질을 설계하여 다양한 항균 작용 메커니즘을 결합하는 접근 방식은 내성 박테리아와의 싸움에서 새로운 패러다임을 제공합니다[18]. 구리 및 은과 같은 금속은 매우 낮은 농도에서도 박테리아에 극도로 독성이 있습니다. 살생물 활성으로 인해 금속은 농업, 의료 및 산업 전반과 관련된 다양한 응용 분야에서 항균제로 널리 사용되었습니다. 다른 항균제와 달리 금속은 현재 업계에서 첨가제로 사용할 수 있는 조건에서 안정적입니다[19].
은의 항미생물 특성은 고대부터 알려져 왔으며, 박테리아의 항생제 내성 증가와 일부 박테리아 균주에 대한 합성 항생제의 비효과로 인해 은, 은염, 은 화합물 및 항균제로서 나노결정 은에 대한 관심이 다시 대두되었습니다. 은 나노입자(Ag NPs)는 상당한 항균 및 항진균 효과를 갖는다[26]. Ag 나노입자는 다른 항생제 및 방부제(ceftazidime, streptomycin, kanamycin, polymyxin)와 시너지 효과를 나타냅니다[25, 38]. 그러나 J. Jains는 클로람페니콜이 Ag 나노입자 용액의 항균 효과를 감소시킨다는 것을 보여주었다[16].
Ag NPs의 사용을 제한하는 주요 단점은 쉽게 응집되고 은 이온이 통제되지 않고 방출되며 세포독성 가능성이 있다는 것입니다[40]. 키토산, 프로폴리스, 점토 또는 제올라이트[33, 35]와 같은 천연 제제와 Ag 나노입자의 조합은 추가 효과를 제공합니다. 폴리머와 나노은의 조합은 항균 효과를 상승적으로 향상시킬 수 있으며 제자리 합성 방법을 사용하면 폴리머 매트릭스에 통합하여 균일한 분포를 달성하고 응집을 피할 수 있습니다[28].
최근 몇 년 동안 금속 나노입자 합성을 위한 녹색 화학 방법의 효율성이 크게 증가했습니다[1]. 식물 추출물은 NP 합성을 위한 비용 효율적이고 환경 친화적인 방법을 제공하는 환원제, 안정화제 및 캡핑제로 자주 사용됩니다. 식물 추출물 중 생강 추출물은 화학적 및 생물학적 특성으로 인해 과학적으로 큰 관심을 받고 있습니다[8]. 생강 잎 추출물은 이미 은 나노입자 합성에 사용되었습니다[37]. 그러나 생성된 입자는 입자 크기 분포가 다소 넓습니다(10–100 nm). 생강 뿌리 줄기는 향신료와 민간 요법으로 널리 사용됩니다. 그 추출물은 특정 페놀 화합물을 함유하고 있습니다:진저롤 및 그 유도체, 다수의 생리활성 페놀 및 비페놀 성분[31]. 이러한 화합물은 항균, 항진균 및 항바이러스 활성을 포함한 광범위한 활성을 나타냅니다. 뿌리줄기 생강 추출물은 항산화 및 항염증 특성을 나타내기 때문에 생체 활성 및 생체 적합성 나노 입자 개발에 매우 유망한 기반으로 보입니다.
키틴과 키토산은 정균/살균 특성과 인체 조직과의 생체 적합성으로 인해 의료 응용 분야에서 유망한 재료입니다[20]. 키토산은 키틴 탈아세틸화에 의해 얻을 수 있는 키틴의 유도체입니다. 둘 다 동일한 단량체를 포함합니다. N -아세틸-2-아미노-2-데옥시-D-글루코피라노스 및 2-아미노-2-데옥시-D-글루코피라노스, 이는 아세틸화 및 탈아세틸화 단량체의 비율이 다릅니다. 키토산은 Ag 및 Cu와 같은 금속 나노입자를 포함하여 다양한 물질과 복합물을 형성하기 위한 유망한 재료입니다[33]. 반면에 브롬화세트리모늄(CTAB)은 용액에서 나노입자를 안정화시키고 ZnO, TiO2, Ni와 같은 일부 나노입자의 독성을 감소시킬 수 있습니다[17]. 그러나 CTAB-NP 복합체의 항균 활성에 대한 데이터는 제한적이다[7].
이 연구의 목적은 MRSA 임상 균주에 대해 활성이 될 용액 조성(키토산/Ag)에 대해 CTAB에 의해 수정된 키토산 및 Ag 나노입자의 최적 비율을 찾는 것입니다.
질산은, L-아스코르브산 및 브롬화세트리모늄(C16 H33 )N(CH3 )3 Br(CTAB)은 Sigma-Aldrich에서 구입하여 받은 대로 사용했습니다. 생강(Zingiber 공식 , 징기버 아카에 ) 뿌리 줄기는 현지 슈퍼마켓(폴란드 포즈난)에서 구입했습니다. 키토산 200kDa, 탈아세틸화도 82%는 CJSC "Bioprogress"(러시아 모스크바)에서 구입하여 추가 정제 없이 사용했습니다. 초순수(비저항> 17MΩcm − 1 ) GZY-P10 급수 시스템의 물을 실험 전반에 걸쳐 사용했습니다. 항생제가 포함된 모든 미디어와 디스크는 Hi Media(India)에서 구입했습니다.
제자리에서 키토산/은 용액을 준비하기 위해 먼저 Ag 나노입자를 합성하고 수정했습니다.
Ag NP는 녹색 화학 접근법을 사용하는 화학적 환원 방법을 통해 합성되었습니다. 이 접근 방식에 따라 생강(Zingiber officinale ) 계면 활성제로 추출물 및 환원제로 아스코르브산(비타민 C). 생강 뿌리줄기 추출물을 준비하기 위해 뿌리줄기 250g을 증류수로 깨끗이 씻은 다음 작게 썬다. 다진 생강 뿌리줄기를 물-에탄올 용액(250ml, 1:1 비율)에 5일 동안(실온, 어두운 곳) 보관했습니다. 그런 다음, 상층액을 진공 여과(Whatman 여과지를 통해)하고 저장했습니다(4°C에서). Ag 나노입자를 합성하기 위해 질산은(840mg)을 물(20ml)에 녹이고 생강 뿌리줄기 추출물(20ml)을 첨가했습니다. 그 다음, 질산은 용액에 L-아스코르빈산(10%, 10ml)과 생강 추출물(20ml)의 혼합물을 마그네틱 스티어링 하에서 적가하였다. 반응 혼합물이 어두워졌다. 그런 다음, 환류하에 가열(60°C, 1.5시간)했습니다. 그런 다음 새로 합성된 Ag NP를 원심분리(4000rpm, 30분)를 사용하여 pH가 7에 도달할 때까지 물로 세척했습니다.
Ag 나노입자의 항균 활성 및 분산성을 향상시키기 위해 표면 활성 및 방부성으로 잘 알려진 CTAB에 의한 Ag 나노입자의 표면 개질을 수행하였다[17]. 일반적으로 Ag NP(3ml, 76.4mg/ml)의 분산액을 CTAB 용액(20ml, 6.7mg/ml)과 혼합하고 초음파 처리(3시간)했습니다. 그런 다음 UV-Vis 측정을 위해 상층액을 수집하고 원심분리(4000rpm, 30분)를 사용하여 Ag NP를 물로 3회 세척했습니다. 상층액의 CTAB 함량은 190nm 피크의 강도를 모니터링하여 분광광도법(UV-Vis)을 사용하여 결정했습니다. CTAB에 대한 Ag 나노입자(mg/g)의 흡착성은 용액의 초기 CTAB 함량과 샘플과의 상호작용 후 상청액의 함량 간의 차이로부터 계산되었습니다. 흡착율 및 CTAB 로딩 함량은 다음 방정식에서 계산되었습니다.
흡착율(mg/g) =(용액 중 CTAB의 중량 − 상등액 중 CTAB의 중량)/(Ag NP의 중량),
CTAB 로딩 함량(%) =(1 − (Ag NP의 중량)/(CTAB 로딩된 Ag NP의 중량)) × 100%.
키토산/은 나노입자 용액을 얻기 위해 200kDa 키토산(1g)을 2% 아세트산(100ml)에 실온에서 24시간 동안 용해하여 1% 키토산 용액을 형성했습니다. 순수한 Ag NP와 Ag NP-CTAB의 두 가지 Ag NP 샘플이 실험에 사용되었습니다.
분말 X선 회절(XRD) 연구는 Bragg-Brentano 기하학에서 작동하는 Cu Kα 방사선(1.54Å), 반사-투과 스피너(샘플 스테이지) 및 PIXcel 3D 검출기를 사용하여 Empyrean 회절계(PANalytical)에서 수행되었습니다. . 2Theta 스캔은 연속 스캔 모드에서 0.007°의 단계 크기로 10° ~ 95° 범위의 각도로 실온에서 기록되었습니다.
투과 전자 현미경(TEM) 측정은 200kV의 가속 전압에서 작동하는 JEM-ARM-200F 투과 전자 현미경을 사용하여 수행되었습니다.
적외선 스펙트럼은 글로벌 소스 및 MCT 검출기가 장착된 Tensor 27(Bruker Optics) 분광기를 사용하여 얻었습니다. 브롬화칼륨을 매트릭스 물질로 사용하여 샘플을 제조하고 샘플 1mg 대 KBr 200mg의 비율로 혼합했습니다. 10ton/cm 2 의 압력에서 표준 기술을 사용하여 펠렛을 준비했습니다. 직경 16mm의 배럴이 있습니다. 측정은 실온에서 수행되었습니다. 각 스펙트럼에 대해 4000–400cm의 스펙트럼 범위에서 512회 스캔 − 1 4cm − 1의 해상도로 촬영했습니다. 데이터는 Opus 소프트웨어 패키지를 사용하여 처리되었습니다.
UV/VIS/NIR 분광계 Lambda 950(Perkin Elmer)을 파장 200~800nm에서 물을 참조 용액으로 사용하여 분광광도계 측정(UV–Vis)을 수행했습니다.
멸균된 면봉 면봉을 사용하여 70명의 입원환자의 중비도 및 인후에서 세균 배양액을 수집하였다. 검체는 즉시 수송배지에 담아 실험실로 이송한 후 혈액 한천에 접종하였다. 세균 배양은 Sumy State University의 세균학 실험실에서 일반 세균학 방법 매뉴얼에 따라 표준 실험실 절차에 의해 형태학적 및 생화학적으로 확인되었습니다. 우리는 50개의 황색포도상구균을 분리했습니다. 균주. 각 배양물은 그람 염색을 거쳤고 계란 노른자 한천 배지(Hi Media, Mumbai)에서 카탈라제, 유리 응고효소, 황색 색소, 만니톨 발효, 고염 농도에서의 성장 및 리파제 생산에 대해 테스트했습니다.
항생제 감수성 테스트는 모든 S . 구균 항생제 내성 프로파일을 결정하기 위해 분리합니다. Kirby-Bauer 디스크 확산 방법을 사용하여 분리주의 항생제 감수성을 평가했습니다. Muller-Hinton 한천에서 azithromycin, levofloxacin, clarithromycin, ciprofloxacin 및 methicillin에 대한 항균제 감수성 테스트를 수행했습니다(National Committee for Clinical Laboratory Standards, 1999). 신선한 밤새 배양물을 준비하고 테스트에 사용했습니다. S의 표준 변형 . 구균 ATCC 25923을 대조군으로 사용하였다. 각 분리 현탁액의 분취량(100μL)을 Mueller Hinton 한천에 도말했습니다. 항생제 디스크를 접종된 Mueller Hinton 한천에 부드럽게 눌러 표면과의 긴밀한 접촉을 보장하고 플레이트를 37°C에서 18~24시간 동안 호기적으로 배양했습니다. 억제 영역 직경을 측정했습니다. CLSI(Clinical and Laboratory Standards Institute) 지침에서 개발한 평가 기준에 따라 임상 균주를 감수성 및 내성으로 분류하였다[24]. 황색포도상구균 균주 메티실린에 내성이 있는 것으로 밝혀진 것은 MRSA로 선별했습니다.
키토산 용액, Ag 나노입자 및 키토산-Ag 나노입자 용액의 항균 활성은 국물 거대희석법을 사용하여 NCCLS(1999)의 권장 사항에 따라 결정되었습니다. 각 메티실린 내성 황색 포도구균에 대한 시험 용액의 최소 억제 농도(MIC)를 결정했습니다. (총 10개의 MRSA 균주). 박테리아의 시각적 성장을 완전히 억제하는 가장 낮은 농도의 튜브(탁도 없음)를 MIC로 간주했습니다.
간단히 말해서, 처음에는 2배 연속 희석 방법으로 영양액을 사용하여 7가지 농도의 순수 Ag NP 및 Ag/CTAB NP를 준비했습니다. 모든 유형의 Ag NP 희석에 대해 3개의 동일한 행이 있었습니다. 그런 다음 각 행의 모든 튜브에 1% 키토산 용액 1, 2 또는 3ml를 추가했습니다. 시험관에서 키토산 및 Ag 나노입자의 최종 농도는 표 1에 나와 있습니다.
시험균 균주를 적절한 브로쓰에서 성장시키고, 멸균 식염수로 1회 세척하고, 증류수로 희석하였다. 박테리아 농도는 600nm에서 0.08의 광학 밀도로 표준화되었습니다(약 1.5 × 10 8 UFC/mL) McFarland 척도를 사용합니다. 그런 다음 100μl의 S . 구균 현탁액을 Ag NPs, 키토산 용액 및 Ag NPs-키토산 용액으로 튜브에 접종하였다. 성장 배지를 함유하는 튜브 및 접종물이 없는 시험된 샘플을 대조군으로 사용하였다. 모든 튜브를 37°C에서 24시간 동안 호기적으로 배양했습니다. 모든 측정값은 세 번이었습니다.
<섹션 데이터-제목="결과">합성된 Ag NPs의 일부는 CTAB(Ag/CTAB NPs)에 의해 수정되었습니다(Ag NP 분산액의 생체 활성 및 안정성을 개선하기 위해). CTAB에 대한 Ag NP의 흡착성은 약 6.54%의 샘플에서 CTAB 함량에 해당하는 70.0mg/g인 것으로 나타났습니다.
Ag NPs의 XRD 측정 결과는 38.15, 44.33, 64.48, 77.47 및 81.54°2Theta에서 4개의 날카로운 피크의 존재를 보여주었습니다(그림 1a). American Mineralogist Crystal Structure Database(AMCSD)[5]에 따르면 이러한 피크는 은에 기인합니다. 12.00–21.06°2Theta 내의 넓은 피크는 합성에서 유래한 유기 화합물(L-아스코르브산 및 생강)에 기인할 수 있습니다. 키토산의 XRD 패턴(그림 1a, 삽입)은 반결정질 키토산의 전형적인 지문인 약 9 및 20°2Theta에서 회절 피크를 나타냅니다[5]. 키토산의 결정성은 해당 하이드록실과 N 사이의 수소 결합에서 생성됩니다. -아세틸기. 각 결정성 피크는 고분자 사슬 또는 시트의 평행 및 역평행 정렬에서 생성되는 결정학적 구조를 특징으로 합니다. 반결정질 키토산은 비정질 및 결정질 영역을 가지고 있습니다.
<그림>
Ag NP와 키토산의 특성화. 아 XRD 패턴, b FTIR 스펙트럼, c Ag NPs(물)의 UV-Vis 흡광도 스펙트럼, d Ag NP의 TEM 이미지
키토산 및 Ag 나노입자의 FTIR 스펙트럼은 그림 1b에 나와 있습니다. 키토산의 스펙트럼은 3450–3200cm − 1 에서 광범위하고 집중적인 밴드를 나타냅니다. (수소 결합 OH 신축 진동) NH 신축 밴드와 겹침, 2783cm − 1 에서 CH 신축 밴드 , 1652cm에서 아미드 I 밴드 − 1 (그림 1b). 메틸렌 및 메틸 그룹의 굽힘 진동은 ν에서도 볼 수 있습니다. =1375cm − 1 그리고 v =1426cm − 1 , 각각. 1160~1000cm − 1 범위의 흡수 CO 그룹의 진동에 기인합니다. ν 부근에 위치한 밴드 =1150cm − 1 이는 키토산의 탈아세틸화로 인한 산소 브릿지에서 CO의 비대칭 진동과 관련이 있습니다. 1080–1025cm − 1 부근의 밴드 ν에 귀속됨 CO 고리 COH, COC 및 CH2 오. ~ 890cm − 1 의 작은 피크 키토산의 당류 구조의 요동에 해당한다[11, 13].
Ag NP의 FTIR 스펙트럼은 1226, 1366, 1636, 1714, 2851, 2924 및 3438cm − 1 에서 여러 집중 피크를 나타냈습니다. . 후자는 H 결합 OH 그룹에 기인합니다. 1226 및 1366cm − 1 에서 피크 CO 및 CH 굽힘 진동으로 인한 것입니다. 1636 및 1714 cm에서 이중 피크 − 1 C=C 및 C=O 그룹의 존재를 가리킵니다(신장 진동). 2851 및 2924cm의 피크 − 1 CH 신축 진동과 관련이 있습니다[13]. Ag NPs 표면에 유기 그룹이 존재하는 것은 합성에 사용되는 유기 화합물인 L-ascorbic acid와 생강에 기인하며, 이는 FTIR 스펙트럼으로 알려져 있습니다[10]. 후자의 스펙트럼을 Ag NP의 스펙트럼과 비교하면 1636 및 1714 cm − 1 에서 이중 피크가 있음을 알 수 있습니다. L-아스코르브산 및 청색편이 스펙트럼에 내재되어 있습니다. 1000–1200cm 내에 위치한 가장 집중적인 생강 봉우리 − 1 (COC 진동)은 Ag NP 스펙트럼에서 집중적으로 표현되지 않습니다. 따라서 L-ascorbic acid는 은 이온의 환원에 주된 역할을 하여 2개의 전자를 전달하고 dehydroascorbic acid로 변환한다[29]. L-아스코르브산 피크 위치의 청색 이동은 Ag NP 표면에서 이 분자의 화학적 결합에 대한 증거를 제공합니다.
물에 분산된 Ag NP의 UV-Vis 흡광도 스펙트럼(그림 1c)은 약 387nm에서 비대칭 피크를 나타냅니다. 387~420nm 내의 피크는 Ag 나노입자의 특성 피크로 알려져 있으며 일반적으로 표면 플라즈몬 공명 효과에 기인합니다[30]. 이 피크(고원)의 비대칭은 Ag NP의 빠른 침전에 기인할 수 있습니다. 약 264nm의 피크는 Ag NP에 대해서도 알려져 있으며 일반적으로 Ag NP에서 작동하는 더 높은 에너지 상태로 전자가 전환되는 것과 관련이 있습니다[38]. 반면에 L-ascorbic acid의 UV-Vis 스펙트럼에서도 255nm에서 피크가 나타났습니다[4]. 따라서 Ag NPs 스펙트럼에서 264nm의 피크는 Ag NPs 표면에 이러한 화학적으로 결합된 분자의 존재를 확인하는 L-ascorbic acid의 적색 이동 피크로 간주될 수 있습니다.
Ag/CTAB NP의 UV-Vis 스펙트럼(그림 1c, 파란색 선)이 417nm에서 대칭 피크를 나타냈다는 것은 흥미롭습니다. 이는 CTAB 분자에 의한 표면 개질로 인해 물에서 Ag NPs의 안정성이 향상되었음을 확인했습니다.
TEM 측정 결과 Ag NP는 둥근 모양을 하고 있으며 대부분은 크기가 10-12nm인 것으로 나타났습니다(그림 1d).
100% MRSA에 대한 순수한 Ag NP 및 Ag/CTAB NP의 MIC는 9.6μg/ml였습니다. 가장 낮은 농도는 더 적은 활동을 보여주었습니다(표 2). 키토산 용액은 MRSA의 100% 임상 균주에 대해 MIC 6μg/ml의 항균 활성을 나타냅니다. 그 중 60%의 균주는 MIC 3.3 및 5μg/ml 키토산 용액을 가지고 있었습니다.
MRSA에 대한 chitosan-Ag NPs 용액의 억제 효과는 그림 2a에 나와 있습니다. chitosan-Ag 나노입자 용액은 순수한 형태에 비해 우수한 항균 효능을 나타냄을 발견하였다. 동시에, chitosan-Ag NPs/CTAB 용액(chitosan 6.0μg/ml, Ag/CTAB NPs)의 in situ 제조는 구성 요소의 침전으로 인해 불가능했습니다:회색-검정색 고리 응집 형성 및 분리 구성 요소를 두 단계로 나눕니다. 이 경우 항균 활성을 평가할 수 없습니다. 키토산과 CTAB 혼합의 예상치 못한 결과와 Ag NPs-CTAB의 가장 낮은 항균 활성(그림 2b 참조)을 고려하여 CTAB에 의한 Ag NPs 표면 변형이 유망하지 않다고 결론지었습니다. Ag NPs 표면에 CTAB 분자가 존재하면 수분산액의 안정성이 향상되지만 항균 활성이 크게 감소하고 용액 침전이 발생합니다.
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치료 후 MRSA의 민감한 균주의 비율. 키토산-Ag 나노입자 용액(a ) 및 키토산-AgNPs-CTAB 용액(b ). 3.3, 5, 6μg/ml - 용액 내 키토산 농도입니다.
독성은 나노 입자 및 그 염에 노출되는 동안 유기체에 미치는 모든 유해한 영향을 나타냅니다. 특정 유기체를 살균 또는 소독하는 것이 목적이라면 독성은 긍정적인 결과(항균, 항바이러스)로 해석될 수 있다[15]. 나노 기술의 현재 근본적인 요구는 금속 나노 입자의 합성을 위한 친환경적이고 신뢰할 수 있는 방법의 개발입니다. 우리는 위험하고 독성이 있는 용매의 존재를 피하기 위해 은 나노 입자를 생산하기 위해 천연의 저비용 친환경 재료인 생물학적 환원제의 사용을 확인했습니다[37]. Ag NP를 치료제로 사용하는 것은 포유류 세포에 대한 세포 독성 때문에 제한적입니다. Ag NP의 크기, 모양, 안정성 및 농도와 같은 여러 요인이 미생물에 대한 Ag NP의 영향에 영향을 미칠 수 있습니다[4].
우리 연구에서 우리는 5~18nm 크기의 Ag NP를 얻었습니다. 이것은 Ag NPs의 광학적[39], 항균[27] 및 항바이러스 특성[21]에 영향을 미치는 가장 기본적인 매개변수 중 하나입니다. 더 작은 입자는 더 큰 항균 활성을 나타냅니다. 일부 연구에서는 10nm 이상의 나노입자가 세포 표면에 축적되어 세포 투과성을 손상시키는 것으로 나타났습니다. 그러나 10nm보다 작은 NP는 박테리아에 침투하여 DNA와 효소에 영향을 주어 세포 사멸을 초래합니다[14]. 대부분의 결과가 입자 크기가 감소함에 따라 독성 가설이 증가한다는 것을 입증했지만 더 작은 NP가 덜 독성이 있거나 크기 의존적 독성이 없음을 보여주는 실험 데이터도 있다는 점은 흥미롭습니다[15]. 3~100nm 범위의 Ag 나노입자의 항균 활성을 보여주는 많은 연구가 있습니다[19].
앞서 언급한 바와 같이 키토산이 합성된 Ag 나노입자의 안정성과 항균성에 미치는 영향을 평가하였다. 감수성 테스트에 앞서 합성된 나노입자는 순도를 결정하기 위해 다양한 특성화 방법을 거쳤습니다. 우리 연구에 따르면 9.6μg/ml 농도의 Ag NP는 MRSA 균주의 100%에 효과적이며 CTAB는 Ag NP의 효과를 증가시키지 않았습니다.
키토산은 광범위한 박테리아에 대해 상당한 항균 활성을 갖는 것으로 알려져 있습니다[2]. 그럼에도 불구하고 순수한 키토산이 심각한 감염을 예방하지 못한다는 보고가 있습니다[3]. 항균 특성이 개선된 다양한 키토산과 은의 조합을 보고한 여러 간행물이 있습니다[11]. 은-키토산 나노복합체는 생물의학 공학 및 식품 포장 응용 및 상처 드레싱 응용을 위한 코팅으로 제안되었습니다[2, 3]. 그러나 MRSA에 대한 키토산-은 나노입자 용액의 항균 효과에 대한 데이터는 제한적이다[34]. 우리의 데이터는 키토산 용액에서 Ag NPs의 간단한 혼합이 두 성분의 항균 활성을 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 모든 조사 물질 항균 활성의 증가를 얻습니다. 키토산의 MIC는 3.3μg/ml이었고 순수한 Ag NPs MIC 및 CTAB MIC가 있는 Ag NPs는 각각 1.2 및 2.4μg/ml였습니다. Kaur et al. (2013) 또한 S에 대한 은/키토산 나노복합체의 항균 활성을 보고했습니다. . 구균 , 그들은 유사한 결과를 보였지만[36], MIC를 결정하지 않았다. 이 발견은 chitosan-Ag NPs 용액의 효과를 보여주지만 항균제로서 CTAB의 이점을 보지 못했습니다. 반대로 CTAB로 안정화된 Ag 나노입자는 S . 구균 및 대장균 . 아마도 우리 실험에서 키토산은 박테리아 세포에 대한 Ag NPs 효과를 감소시키는 CTAB와 연결됩니다.
이 연구에서는 환자로부터 분리된 MRSA에 대해 성분 비율이 다른 in situ 준비된 키토산-Ag 나노입자 용액의 활성을 테스트했습니다. 우리의 결과는 키토산 용액과 Ag 나노입자의 단순한 혼합이 물질의 최소 억제 농도를 각각 2배 및 4배(3.3 및 1.2μg/ml)로 감소시키는 것으로 나타났습니다. 이 결과는 매우 유망하며 약물 내성 박테리아와의 싸움에서 효과적인 솔루션으로 간주될 수 있습니다. 또한 개인 맞춤형 의료를 향한 방향으로 나아가고 있습니다. 키토산-Ag 나노입자 용액의 향후 세포독성 연구는 임상 사용에 적합한 용량에 대한 답을 줄 것입니다.
은 나노입자
급성 호흡기 감염
세트리모늄 브로마이드
푸리에 변환 적외선 분광기
엠 황색포도상구균의 에티실린 내성 균주
투과전자현미경
자외선-가시광선 분광법
X선 회절
나노물질
초록 본 연구에서는 고압증기멸균기에서 아미드화 반응을 통해 아미노 하이퍼브랜치 폴리머(HBP)-그라프트된 폴리아크릴로니트릴(PAN) 섬유를 제조하였다. 준비된 PAN-G-HBP 섬유는 Ag+를 복합화할 수 있습니다. 아미노 HBP의 아미노 그룹을 통해, 그리고 뜨거운 증기 조건에서 Ag+ HBP의 환원성을 통해 Ag0로 전환될 수 있습니다. PAN-G-HBP 및 Ag 나노입자(NPs) 코팅된 섬유는 FTIR, UV-VIS DRS, FE-SEM, EDS, XPS 및 항균 측정을 통해 특성화되었습니다. FTIR 결과 HBP가 PAN
초록 우리는 1.5~21nm의 잘 제어된 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 간격 두께에서 금 나노 입자(NP) 근처의 하위 단층 로다민 6G 분자의 형광을 조사합니다. 금 NP의 플라즈몬 공명 피크는 두께가 다른 PMMA 스페이서에 의해 530~580nm로 조정됩니다. 그런 다음 플라즈몬 공명 여기 향상으로 인해 562nm에서 로다민 6G 분자의 방출 강도가 향상되고 PMMA 스페이서 두께가 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났습니다. 유한 차분 시간 영역 방법에 의해 시뮬레이션된 스펙트럼 강도의 변화는 실험 결과와 일치합니다
