اثر آنتی باکتریال نانوذرات اکسید روی و اکسید گرافن بر سنگ های کلیوی خارج شده از بیماران بیمارستان لبافی نژاد تهران
محورهای موضوعی : میکروب شناسی پزشکیزینب پیراور 1 , مهرداد جعفری فشارکی 2 , هدیه عصار 3
1 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - گروه کاردیولوژی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران.
3 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی، تهران، ایران.
کلید واژه: اکسید گرافن, اکسید روی, نانوذرات, سنگ کلیه, عفونتهای باکتریایی,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: بیماری سنگ کلیه و عفونتهای ناشی از آن به یک مسئله بهداشت عمومی تبدیل شده است. با توجه به مشکل مقاومت باکتریایی، تولید مواد ضد میکروبی جدید همواره مورد توجه بوده است. نانوذرات اکسید گرافن و اکسید روی به دلیل خواص ضد میکروبی در درمان عفونتهای باکتریایی مورد توجه محققین قرار گرفته اند. در این مطالعه اثرات آنتی باکتریال نانو ذرات اکسید روی و اکسید گرافن بر عفونت های باکتریایی ناشی از سنگ های کلیوی جدا شده به روش نفرولیتوتومی بررسی شد.
مواد و روشها: سنگهای کلیه 45 بیمار در بیمارستان شهید لبافی نژاد تهران طی عمل جراحی Percutaneous nephrolithotomy از کلیه آنها خارج گردید. پس از کشت و شناسایی باکتری های موجود در سنگ ها فعالیت ضد باکتری نانوذرات ZnO و GO به روش تعیین حداقل غلظت ممانعت کننده از رشد و انتشار از دیسک، مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ها: FeSEM، تست زتا و DLS نانوذرات نشان دهنده خلوص نانوذرات سنتز شده بود. اثرات ضد باکتری نانوذرات اکسید روی در غلظت 1000ppm دارای حداکثر مهار کنندگی و قطر هاله عدم رشد 25mm و اکسید گرافن با همین غلظت و هاله عدم رشد 18mm برای باکتری اشرشیاکلی به دست آمد. نتایج MBC نانو ذره اکسید روی 228µg/ml و اکسید گرافن 300µg/ml و MIC نانو ذرات اکسید روی 180µg/ml و اکسید گرافن 250µg/ml به دست آمد.
نتیجه گیری: نانوذرات سنتز شده اکسید روی و اکسید گرافن دارای اثرات آنتی باکتریال بر باکتریهای جدا شده و می توانند در درمان عفونتهای ناشی از سنگهای کلیه به کار روند.
Background and Objective: Kidney stone disease and its associated infections have become a public health concern. Given the problem of bacterial resistance, the production of novel antimicrobial agents has always been of interest. Graphene oxide and zinc oxide nanoparticles have drawn the attention of researchers in the treatment of bacterial infections due to their antimicrobial properties. In this study, the antibacterial effects of zinc oxide and graphene oxide nanoparticles on bacterial infections caused by kidney stones isolated by nephrolithotomy were investigated.
Materials and Methods: Kidney stones of 45 patients were removed from their kidneys by Percutaneous nephrolithotomy surgery at Shahid Labafi Nejad Hospital in Tehran. After culturing and identifying the bacteria in the stones, the antibacterial activity of ZnO and GO nanoparticles was investigated by determining the minimum inhibitory concentration and disk diffusion method.
Results: FeSEM, Zeta test and DLS of the nanoparticles showed the purity of the synthesized nanoparticles. The antibacterial effects of zinc oxide nanoparticles at a concentration of 1000 ppm showed maximum inhibitory effect and a 25 mm zone of inhibition, and graphene oxide at the same concentration and 18 mm zone of inhibition was obtained for Escherichia coli bacteria. The MBC results of zinc oxide nanoparticle were 228 µg/ml and graphene oxide 300 µg/ml and MIC of zinc oxide nanoparticles 180 µg/ml and graphene oxide 250 µg/ml were obtained.
Conclusion: The synthesized zinc oxide and graphene oxide nanoparticles have antibacterial effects on the isolated bacteria and can be used in the treatment of infections caused by kidney stones.
Prezioso, D., et al., Dietary treatment of urinary risk factors for renal stone formation. A review of CLU Working Group. Arch Ital Urol Androl, 2015. 87(2): p. 105-20.
Zhang, D., et al., Urinary stone composition analysis and clinical characterization of 1520 patients in central China. Sci Rep, 2021. 11(1): p. 6467.
Preclinical and Clinical Evidence and Molecular Mechanisms. Int J Mol Sci, 2018. 19(3).
Moslemi, M.K., H. Saghafi, and S.M. Joorabchin, Evaluation of biochemical urinary stone composition and its relationship to tap water hardness in Qom province, central Iran. Int J Nephrol Renovasc Dis, 2011. 4: p. 145-8.
Diez-Pascual, A.M., Antibacterial Action of Nanoparticle Loaded Nanocomposites Based on Graphene and Its Derivatives: A Mini-Review. Int J Mol Sci, 2020. 21(10).
Zhang, S., H. Gao, and G. Bao, Physical Principles of Nanoparticle Cellular Endocytosis. ACS Nano, 2015. 9(9): p. 8655-71.
Mirzaei, A., et al., Synthesis, Characterization and Gas Sensing Properties of Ag@alpha-Fe(2)O(3) Core-Shell Nanocomposites. Nanomaterials (Basel), 2015. 5(2): p. 737-749.
Jin, S., H. Lee, and S. Yim, Enhanced capacitive properties of all-metal-oxide-nanoparticle-based asymmetric supercapacitors. RSC Adv, 2019. 9(55): p. 31846-31852.
Hoshyar, N., et al., The effect of nanoparticle size on in vivo pharmacokinetics and cellular interaction. Nanomedicine (Lond), 2016. 11(6): p. 673-92.
Zhang, X.F., et al., Silver Nanoparticles: Synthesis, Characterization, Properties, Applications, and Therapeutic Approaches. Int J Mol Sci, 2016. 17(9).
Liao, C., Y. Li, and S.C. Tjong, Bactericidal and Cytotoxic Properties of Silver Nanoparticles. Int J Mol Sci, 2019. 20(2).
Rhazouani, A., et al., Synthesis and Toxicity of Graphene Oxide Nanoparticles: A Literature Review of In Vitro and In Vivo Studies. Biomed Res Int, 2021. 2021: p. 5518999.
Agban, Y., et al., Characterization of Zinc Oxide Nanoparticle Cross-Linked Collagen Hydrogels. Gels, 2020. 6(4).
Amreddy, N., et al., Recent Advances in Nanoparticle-Based Cancer Drug and Gene Delivery. Adv Cancer Res, 2018. 137: p. 115-170.
Phan, M.H., et al., Exchange Bias Effects in Iron Oxide-Based Nanoparticle Systems. Nanomaterials (Basel), 2016. 6(11).
Ghoomdoost Noori H., et al., The effect of Tomatidine alkaloid on biofilm formation and expression of quorum sensing associated genes in Pseudomonas aeruginosa. Journal of Microb World.2023.16(2).
Hammer K., et al., Antimicrobial activity of essential oil and otherplant extract. J Appl Microbiol. 1999. 86(6).
Farahani A., et al., Antibiotic resistance and presence of Integron class1 and class2 genes amongst Escherichia coli isolates of urine specimens. 2023. 16(3).
Abasi M., et al., Evaluation of biodegradation of phenanthrene by Basilus mojavensis from the contaminated soils of Darkhovin oil region. 2024. 16(4).
Aqeel, T. and A. Bumajdad, Facile and Direct Preparation of Ultrastable Mesoporous Silica with Silver Nanoclusters: High Surface Area. ChemistryOpen, 2020. 9(1): p. 87-92.
Jedrzejczyk, R.J., et al., Antimicrobial Properties of Silver Cations Substituted to Faujasite Mineral. Nanomaterials (Basel), 2017. 7(9).
Qindeel, M., et al., Nanomaterials for the Diagnosis and Treatment of Urinary Tract Infections. Nanomaterials (Basel), 2021. 11(2).
Shakerimoghaddam, A., E.A. Ghaemi, and A. Jamalli, Zinc oxide nanoparticle reduced biofilm formation and antigen 43 expressions in uropathogenic Escherichiacoli. Iran J Basic Med Sci, 2017. 20(4): p. 451-456.
Rahuman, H.B.H., et al., Bioengineered phytomolecules-capped silver nanoparticles using Carissa carandas leaf extract to embed on to urinary catheter to combat UTI pathogens. PLoS One, 2021. 16(9): p. e0256748.
Liao, S., et al., Antibacterial activity and mechanism of silver nanoparticles against multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa. Int J Nanomedicine, 2019. 14: p. 1469-1487.
Song, W. and S. Ge, Application of Antimicrobial Nanoparticles in Dentistry. Molecules, 2019. 24(6).
Luo, J., et al., The application prospect of metal/metal oxide nanoparticles in the treatment of osteoarthritis. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol, 2021. 394(10): p. 1991-2002.
Chausov, D.N., et al., Synthesis of a Novel, Biocompatible and Bacteriostatic Borosiloxane Composition with Silver Oxide Nanoparticles. Materials (Basel), 2022. 15(2).