دوره 5، شماره 3 - ( پاییز 1401 1401 )
جلد 5 شماره 3 صفحات 0-0 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Ethics code: IR.MEDILAM.REC.1400.093
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Ghanei Alvar H, Abbasi N, gholami M, Karimi E. Synthesis and study of the antibacterial and fungal effect of chitosan bead hydrogels cross-linked with double-layered hydroxides containing iron nanoparticles. Journal title 2022; 5 (3)
URL: http://newresearch.medilam.ac.ir/article-1-1098-fa.html
URL: http://newresearch.medilam.ac.ir/article-1-1098-fa.html
قانعی الوار حوری، عباسی ناصر، غلامی میلاد، کریمی الهه. سنتز و بررسی اثر ضد باکتریایی و قارچی هیدروژل های دانه ای کیتوسان اتصال متقاطع شده با هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای حاوی نانو ذره آهن. عنوان نشریه. 1401; 5 (3)
URL: http://newresearch.medilam.ac.ir/article-1-1098-fa.html
مرکز تحقیقات زیست فناوری و گیاهان دارویی، دانشگاه علوم پزشکی ایلام، ایلام، ایران
چکیده: (915 مشاهده)
ظهور فراوان عفونتهای باکتریایی در طی سالیان متمادی ، باعث شده است که علاقه مندان در بین محققان به توسعه عوامل متنوع ضد میکروبی افزایش یابد. نانوذرات اکسید فلزی و فلزی به دلیل نسبت سطح زیاد به حجم و در نتیجه فعالیت زیاد در برابر میکروب ها فضای مناسبی در بین عوامل ضد میکروبی بالقوه پیدا می کنند.]1[
در سالهای اخیر افزایش مقاومت عوامل عفونی باکتریایی نسبت به درمان با انواع آنتی بیوتیک، باعث ایجاد نگرانیهای عمیقی در ارتباط با چگونگی مقابله با این عوامل عفونی در آینده شده است.گزارشات رسمی حاکی از افزایش میزان ابتلا به عفونت با سویه های فوق مقاوم و مرگ و میر ناشی از آنها در دهه اخیر است. ]2[
باکتری ها از طریق مکانیسم های متعددی نسبت به آنتی بیوتیکها مقاومت پیدا می کنند، آنها با داشتن سرعت تولید مثل بالا قادرند در صورت زنده ماندن حتی یک کلنی کوچک در حضور آنتی بیوتیک، ب سرعت مکانیسم مقاومتی خود را توسعه و بهبود بخشند. استفاده گسترده و بیش از حد آنتی بیوتیکها نیز باعث شدت یافتن بروز و گسترش این مکانیسم های مقاومتی در سویه های مختلف شده است.]3[
با در نظرگرفتن دانسته های فوق، یافتن راهها و مواد جدید دارای خاصیت آنتی بیوتیکی برای مقابله با افزایش روزافزون مقاومت عوامل بیماری زا، امری حائز اهمیت است. نانوذرات فلزی علاوه بر داشتن خصوصیات شگفت انگیز و پتانسیل بالا در کاربردهای زیست پزشکی، فاقد اثرات مخرب فلزات و یونهای حاصل از آنها در ابعاد حجیم، بر سلامت انسان هستند.]4[
تاکنون نانو ساختارهای متعددی از نظر داشتن خواص ضد باکتریایی و ضد قارچی مورد آزمایش قرار گرفته اند؛ در بررسی این نانوساختارها همواره باید این نکته را مد نظر قرار داد که برخی فلزات )همچون مس، روی و نقره( در حالت حجیم نیز خاصیت آنتی میکروبی از خود بروز می دهند، و برخی دیگر مانند اکسید آهن در بعد نانو ویژگیهای ضد باکتریایی و ضد قارچی از خود بروز میدهد.]5[
در این راستا و نیز با توجه به مکانیزم کاملا متفاوت فعالیت ضد باکتریایی نانوذرات نسبت به آنتی بیوتیکهای مرسوم، نانومواد میتوانند به عنوان جایگزینی مطلوب و با پتانسیل بالا مورد بررسی و استفاده قرار گیرند. تا کنون نانوذرات مختلفی توانستهاند بر رشد چندین سویه از میکروارگانیسمهای بیماریزا اثر مهارکنندگی داشته باشند .میزان این اثر ارتباط مستقیمی با سویه باکتری و جنس دیواره سلولی دارد. گمان می رود نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن، همانند سایر نانوذرات اکسیدهای فلزی، از طریق میان کنش های الکترواستاتیک به غشای سلولی باکتری واکنش داده و با ایجاد آسیب غشایی و القای استرس اکسیداتیو درون سلولی منجر به مرگ آن گردد.]6[
توانایی هدف قرار دادن ساختارهای باکتریایی متنوع از ویژگی های مهم NPها میباشد.NP ها دارای اثر ضد باکتریایی بسیار خوبی هستند و دارای سطح شیمیایی سطح خوبی ، پایداری شیمیایی و اندازه کوچکتر مناسب هستند که باعث می شود تعامل با میکروارگانیسم ها آسان تر شود. اثر ضد باکتریایی NC ها بر میکروارگانیسم ها ممکن است از طریق جذب الکترواستاتیک بار مثبت و سطح سلولی با بار منفی میکروارگانیسم ایجاد شود. کاهش اندازه نانوذرات باعث می شود که درون باکتریها نفوذ کرده و آسیب بیشتری به ارگانیسم ها وارد کنند که فعالیت خود را از دست داده و در نهایت به مرگ سلول منجر شود. این ویژگی باعث افزایش فعالیت بیولوژیکی و شیمیایی نانوذرات با اثر ضد باکتریایی بالا می شود.]7[
نانوذرات اکسید فلز معدنی اخیراً به دلیل خصوصیات بیولوژیکی خاص فیزیکی ، شیمیایی و مؤثر مورد توجه بسیاری قرار گرفته اند.]8[
بنابراین ، توانایی تهیه نانوذرات فلزی معدنی غیر آلی احتمالاً منجر به توسعه عوامل ضد باکتریایی جدید می شود. هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای یا LDH ها خانواده ای از خشت های آنیونی مصنوعی هستند که از مواد معدنی لایه ای بروسیت Mg(OH) 2 مانند؛ تشکیل شده اند. که با فرمول کلی
[M 1- x 2 + M x 3 + (OH) 2 ]A x / n n −.mH 2 O که در آن M 2 و M3 به ترتیب ، یونهای فلزی دو ظرفیتی و سه ظرفیتی هستند ، که بطور عادی با گروه های هیدروکسیل هماهنگ می شوند تا لایه های 2D نا محدود را تشکیل دهند.
آنیون لایه ای است که بار مثبت لایه های بروسیت مانند را جبران می کند. هیدروکسیدهای دو لایه (LDHs) ، به دلیل ویژگیهای جالب توجه در انعطاف پذیری کامپوزیت ، قابلیت تبادل آنیون و سازگاری زیست سازگار ، در بسیاری از زمینه های مهم فنی از جمله: کاتالیز ، جداسازی ، زیست پزشکی مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.]9[
چندین داروی ضد باکتریایی از LDH ها تهیه شده است ، مانند فیلم پلی کاپرولاکتون با LDH و مشتقات بنزوات ، سموم دفع آفات سبز با LDH که با اسید سینامیک اسید ، و حامل داروی ضد باکتریایی هیبرید شده است. پوشش های معدنی که از مقاومت مکانیکی خوبی ، پایداری شیمیایی و سازگاری فیزیکوشیمیایی با اشیاء سرامیکی و فلزی برخوردار هستند مورد توجه ویژه ای برای کاربردهای ضد میکروبی است.]10،11[
در واقع پوشش LDH به تنهایی نمی توانند رشد باکتریها را مهار کند،در صورتی که اگر با نانو ذره آهن کامپوزیت شود قادر است رشد باکتری ها را مهار کند.]12[
عفونتهای باکتریایی توسط پاتوژنهای بیوفیلم ، یکی از جدی ترین مسائل بهداشتی در سالهای اخیر را نشان می دهد و توسعه سطوح ضد بیوفیلم به موضوعی فوراً مهم تبدیل شده است.]13[
گزارش شده است که تشکیل بیوفیلم از طریق چند مرحله از جمله جذب و چسبندگی غیرقابل برگشت سلولهای باکتریایی به سطح و به دنبال آن مهاجرت صورت می گیرد.]14[
سطح LDH احتمالاً می تواند جذب و چسبندگی باکتریها را کاهش داده و از این رو تشکیل بیوفیلم را به تاخیر اندازد. این باید به آبگریزی بالاتر پوشش LDH در مقایسه با سطح شیشه نسبت داد. با توجه به تأثیرات ترکیبی NP های کشنده و سطح LDH ، جای تعجب ندارد که می توان نه بیوفیلم و نه سلولهای زنده روی سطح پوشش نانوکامپوزیت مشاهده کرد. این نتایج حاکی از آن است که پوششهای نانو کامپوزیت Fe-LDH تهیه شده در این کار علاوه بر کشتن باکتری ها قادر به جلوگیری از آلودگی بیوفیلم نیز هستند.]12[
اخیراً علاقه زیادی به تولید هیدروژلهای ضد باکتریایی به دلیل اهمیت بیولوژیک برتر آنها وجود دارد.]15[
در میان هیدروژلهای ضد باکتریایی ، هیدروژلهای نانوکامپوزیتی معدنی به ویژه برای برنامه های غیرفعال کردن باکتریها در مواد و علوم مهندسی امیدوار کننده هستند. این عوامل ضد باکتریایی پتانسیل خوبی برای مهار رشد میکروبی دارند. از آنجا که به راحتی با مواد معدنی قابل کارایی هستند و زیست سازگار هستند ، این ویژگی باعث می شود آنها در زمینه های زیست پزشکی و بیوتکنولوژیک جذاب شوند.]16،17[
تا بحال فعالیت ضد باکتریایی دانه های هیدروژلهای نانوکامپوزیتی CH / CuO در برابر هر دو E.coli (گرم منفی) و S. aureus (گرم مثبت) با توجه به آزمون انتشار آگار قبلا مورد آزمایش قرار گرفته است.که در آن برای روش انتشار آگار ، نمونه ها در محیط جامد (آگار مغذی) در معرض باکتری قرار گرفتند ، و منطقه مهار اطراف هر نمونه اندازه گیری و به عنوان اثر ضد باکتریایی CuONPs ثبت شد.]18[
در این مطالعه هدف بررسی اثر ضد باکتریایی و قارچی هیدروژلهای دانهای کیتوسان اتصال متقاطع شده با هیدروکسیدهای دوگانه لایهای حاوی نانو ذره آهن بر چند سویه باکتری و قارچ میباشند.
شش باکتری یعنی Staphylococcus aureus ، Bacillus subtilis ، Streptococcus پنومونیه ، Escherichia coli O157: H7 ، Salmonella typhimurium و Pseudomonas aeruginosa و چهار گونه قارچی به نامهای Candida guilliermondii ، Candida albicans ، Candida alababasans و کاندیدا استفاده شده است.
در سالهای اخیر افزایش مقاومت عوامل عفونی باکتریایی نسبت به درمان با انواع آنتی بیوتیک، باعث ایجاد نگرانیهای عمیقی در ارتباط با چگونگی مقابله با این عوامل عفونی در آینده شده است.گزارشات رسمی حاکی از افزایش میزان ابتلا به عفونت با سویه های فوق مقاوم و مرگ و میر ناشی از آنها در دهه اخیر است. ]2[
باکتری ها از طریق مکانیسم های متعددی نسبت به آنتی بیوتیکها مقاومت پیدا می کنند، آنها با داشتن سرعت تولید مثل بالا قادرند در صورت زنده ماندن حتی یک کلنی کوچک در حضور آنتی بیوتیک، ب سرعت مکانیسم مقاومتی خود را توسعه و بهبود بخشند. استفاده گسترده و بیش از حد آنتی بیوتیکها نیز باعث شدت یافتن بروز و گسترش این مکانیسم های مقاومتی در سویه های مختلف شده است.]3[
با در نظرگرفتن دانسته های فوق، یافتن راهها و مواد جدید دارای خاصیت آنتی بیوتیکی برای مقابله با افزایش روزافزون مقاومت عوامل بیماری زا، امری حائز اهمیت است. نانوذرات فلزی علاوه بر داشتن خصوصیات شگفت انگیز و پتانسیل بالا در کاربردهای زیست پزشکی، فاقد اثرات مخرب فلزات و یونهای حاصل از آنها در ابعاد حجیم، بر سلامت انسان هستند.]4[
تاکنون نانو ساختارهای متعددی از نظر داشتن خواص ضد باکتریایی و ضد قارچی مورد آزمایش قرار گرفته اند؛ در بررسی این نانوساختارها همواره باید این نکته را مد نظر قرار داد که برخی فلزات )همچون مس، روی و نقره( در حالت حجیم نیز خاصیت آنتی میکروبی از خود بروز می دهند، و برخی دیگر مانند اکسید آهن در بعد نانو ویژگیهای ضد باکتریایی و ضد قارچی از خود بروز میدهد.]5[
در این راستا و نیز با توجه به مکانیزم کاملا متفاوت فعالیت ضد باکتریایی نانوذرات نسبت به آنتی بیوتیکهای مرسوم، نانومواد میتوانند به عنوان جایگزینی مطلوب و با پتانسیل بالا مورد بررسی و استفاده قرار گیرند. تا کنون نانوذرات مختلفی توانستهاند بر رشد چندین سویه از میکروارگانیسمهای بیماریزا اثر مهارکنندگی داشته باشند .میزان این اثر ارتباط مستقیمی با سویه باکتری و جنس دیواره سلولی دارد. گمان می رود نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن، همانند سایر نانوذرات اکسیدهای فلزی، از طریق میان کنش های الکترواستاتیک به غشای سلولی باکتری واکنش داده و با ایجاد آسیب غشایی و القای استرس اکسیداتیو درون سلولی منجر به مرگ آن گردد.]6[
توانایی هدف قرار دادن ساختارهای باکتریایی متنوع از ویژگی های مهم NPها میباشد.NP ها دارای اثر ضد باکتریایی بسیار خوبی هستند و دارای سطح شیمیایی سطح خوبی ، پایداری شیمیایی و اندازه کوچکتر مناسب هستند که باعث می شود تعامل با میکروارگانیسم ها آسان تر شود. اثر ضد باکتریایی NC ها بر میکروارگانیسم ها ممکن است از طریق جذب الکترواستاتیک بار مثبت و سطح سلولی با بار منفی میکروارگانیسم ایجاد شود. کاهش اندازه نانوذرات باعث می شود که درون باکتریها نفوذ کرده و آسیب بیشتری به ارگانیسم ها وارد کنند که فعالیت خود را از دست داده و در نهایت به مرگ سلول منجر شود. این ویژگی باعث افزایش فعالیت بیولوژیکی و شیمیایی نانوذرات با اثر ضد باکتریایی بالا می شود.]7[
نانوذرات اکسید فلز معدنی اخیراً به دلیل خصوصیات بیولوژیکی خاص فیزیکی ، شیمیایی و مؤثر مورد توجه بسیاری قرار گرفته اند.]8[
بنابراین ، توانایی تهیه نانوذرات فلزی معدنی غیر آلی احتمالاً منجر به توسعه عوامل ضد باکتریایی جدید می شود. هیدروکسیدهای دوگانه لایه ای یا LDH ها خانواده ای از خشت های آنیونی مصنوعی هستند که از مواد معدنی لایه ای بروسیت Mg(OH) 2 مانند؛ تشکیل شده اند. که با فرمول کلی
[M 1- x 2 + M x 3 + (OH) 2 ]A x / n n −.mH 2 O که در آن M 2 و M3 به ترتیب ، یونهای فلزی دو ظرفیتی و سه ظرفیتی هستند ، که بطور عادی با گروه های هیدروکسیل هماهنگ می شوند تا لایه های 2D نا محدود را تشکیل دهند.
آنیون لایه ای است که بار مثبت لایه های بروسیت مانند را جبران می کند. هیدروکسیدهای دو لایه (LDHs) ، به دلیل ویژگیهای جالب توجه در انعطاف پذیری کامپوزیت ، قابلیت تبادل آنیون و سازگاری زیست سازگار ، در بسیاری از زمینه های مهم فنی از جمله: کاتالیز ، جداسازی ، زیست پزشکی مورد توجه بسیاری قرار گرفته است.]9[چندین داروی ضد باکتریایی از LDH ها تهیه شده است ، مانند فیلم پلی کاپرولاکتون با LDH و مشتقات بنزوات ، سموم دفع آفات سبز با LDH که با اسید سینامیک اسید ، و حامل داروی ضد باکتریایی هیبرید شده است. پوشش های معدنی که از مقاومت مکانیکی خوبی ، پایداری شیمیایی و سازگاری فیزیکوشیمیایی با اشیاء سرامیکی و فلزی برخوردار هستند مورد توجه ویژه ای برای کاربردهای ضد میکروبی است.]10،11[
در واقع پوشش LDH به تنهایی نمی توانند رشد باکتریها را مهار کند،در صورتی که اگر با نانو ذره آهن کامپوزیت شود قادر است رشد باکتری ها را مهار کند.]12[
عفونتهای باکتریایی توسط پاتوژنهای بیوفیلم ، یکی از جدی ترین مسائل بهداشتی در سالهای اخیر را نشان می دهد و توسعه سطوح ضد بیوفیلم به موضوعی فوراً مهم تبدیل شده است.]13[
گزارش شده است که تشکیل بیوفیلم از طریق چند مرحله از جمله جذب و چسبندگی غیرقابل برگشت سلولهای باکتریایی به سطح و به دنبال آن مهاجرت صورت می گیرد.]14[
سطح LDH احتمالاً می تواند جذب و چسبندگی باکتریها را کاهش داده و از این رو تشکیل بیوفیلم را به تاخیر اندازد. این باید به آبگریزی بالاتر پوشش LDH در مقایسه با سطح شیشه نسبت داد. با توجه به تأثیرات ترکیبی NP های کشنده و سطح LDH ، جای تعجب ندارد که می توان نه بیوفیلم و نه سلولهای زنده روی سطح پوشش نانوکامپوزیت مشاهده کرد. این نتایج حاکی از آن است که پوششهای نانو کامپوزیت Fe-LDH تهیه شده در این کار علاوه بر کشتن باکتری ها قادر به جلوگیری از آلودگی بیوفیلم نیز هستند.]12[
اخیراً علاقه زیادی به تولید هیدروژلهای ضد باکتریایی به دلیل اهمیت بیولوژیک برتر آنها وجود دارد.]15[
در میان هیدروژلهای ضد باکتریایی ، هیدروژلهای نانوکامپوزیتی معدنی به ویژه برای برنامه های غیرفعال کردن باکتریها در مواد و علوم مهندسی امیدوار کننده هستند. این عوامل ضد باکتریایی پتانسیل خوبی برای مهار رشد میکروبی دارند. از آنجا که به راحتی با مواد معدنی قابل کارایی هستند و زیست سازگار هستند ، این ویژگی باعث می شود آنها در زمینه های زیست پزشکی و بیوتکنولوژیک جذاب شوند.]16،17[
تا بحال فعالیت ضد باکتریایی دانه های هیدروژلهای نانوکامپوزیتی CH / CuO در برابر هر دو E.coli (گرم منفی) و S. aureus (گرم مثبت) با توجه به آزمون انتشار آگار قبلا مورد آزمایش قرار گرفته است.که در آن برای روش انتشار آگار ، نمونه ها در محیط جامد (آگار مغذی) در معرض باکتری قرار گرفتند ، و منطقه مهار اطراف هر نمونه اندازه گیری و به عنوان اثر ضد باکتریایی CuONPs ثبت شد.]18[
در این مطالعه هدف بررسی اثر ضد باکتریایی و قارچی هیدروژلهای دانهای کیتوسان اتصال متقاطع شده با هیدروکسیدهای دوگانه لایهای حاوی نانو ذره آهن بر چند سویه باکتری و قارچ میباشند.
شش باکتری یعنی Staphylococcus aureus ، Bacillus subtilis ، Streptococcus پنومونیه ، Escherichia coli O157: H7 ، Salmonella typhimurium و Pseudomonas aeruginosa و چهار گونه قارچی به نامهای Candida guilliermondii ، Candida albicans ، Candida alababasans و کاندیدا استفاده شده است.
نوع مطالعه: آزمایشگاهی |
موضوع پروپزال:
سایر....
دریافت: 1399/1/16 | پذیرش: 1399/3/7 | انتشار: 1401/10/10
دریافت: 1399/1/16 | پذیرش: 1399/3/7 | انتشار: 1401/10/10
ارسال پیام به مجری اصلی
| بازنشر اطلاعات | |
 | این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
