سنتز و ارزیابی رفتار ضدباکتریایی نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره به عنوان یک افزودنی ضدباکتریایی به مواد دندانی

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

ندا بهرمندی طلوع ¹ , محمد حسین فتحی ² , احمد منشی ³ , وجیه السادات مرتضوی ⁴ , فرزانه شیرانی ⁵ , مریم محمدی سیچانی ⁶

1 - کارشناس ارشد مهندسی مواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.
2 - استاد، گروه پژوهشی بیومواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.
3 - استاد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران.
4 - استاد، مرکز تحقیقات دندانپزشکی پروفسور ترابی‌نژاد و گروه ترمیمی و زیبایی دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
5 - دانشیار، مرکز تحقیقات دندانپزشکی پروفسور ترابی‌نژاد و گروه ترمیمی و زیبایی دانشکده دندانپزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران.
6 - مربی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد فلاورجان، گروه میکروبیولوژی، اصفهان، ایران.

تاريخ الإرسال : 10 الإثنين , ذو القعدة, 1434 تاريخ التأكيد : 10 الإثنين , ذو القعدة, 1434 تاريخ الإصدار : 17 الإثنين , ذو القعدة, 1434

الکلمات المفتاحية: نانوذرات تیتانیا, نقره, دوپ کردن, خاصیت ضدباکتریایی,

ملخص المقالة :

در این پژوهش، رفتار ضدباکتریایی نانوذرات تیتانیا و نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره در مقابل باکتری استریپتوکوکوس موتانس مورد ارزیابی گرفت و نتایج با سه باکتری بیماری‌زای دیگر مقایسه شد. ابتدا نانوذرات تیتانیا و نانوذرات تیتانیا دوپ شده با نقره به روش سل- ژل سنتز شده و با تکنیک‌های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی همراه با طیف‌سنجی تفکیک انرژی و میکروسکوپ الکترونی عبوری مورد ارزیابی قرار گرفتند. سپس رفتار ضدباکتریایی نانوذرات سنتز شده در مقابل باکتری استرپتوکوکوس موتانس و سه باکتری بیماری‌زای دیگر با روش آگار دایلوشن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی فازی، حضور فاز آناتاز را در تمامی نمونه‌ها نشان داد. اندازه نانوذرات تیتانیا و نانوذرات نقره به ترتیب30 و 15  نانومتر تعیین شد. نتایج آزمون‌های ضدباکتریایی نشان داد که نانوذرات تیتانیا دوپ شده با سه درصد گوناگون نقره، در حداقل غلظت بازدارندگی 3 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر باعث عدم رشد باکتری می‌شوند درحالی که نانوذرات تیتانیا در حضور نور فلوئورسنت و در حداقل غلظت بازدارندگی 5 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر، تنها کاهش رشد باکتری را از خود نشان می‌دهند. افزون ‌بر این، حداقل غلظت بازدارندگی برای سه باکتری بیماری‌زای دیگر 4 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر بدست آمد که این مقدار مربوط به نانو ذرات تیتانیا دوپ شده با 5 درصد مولی نقره بود و در دیگر نانوذرات رشد باکتری مشاهده شد. نتایج بدست آمده نشان‌دهنده افزایش خاصیت ضدباکتریایی نانوذرات تیتانیا در اثر حضور نقره است. علت این افزایش هم حضور نانوذرات نقره با خاصیت ضدباکتریایی و هم اثر نقره بر خاصیت فوتوکاتالیستی نانوذرات تیتانیا می‌باشد.

المصادر:

1- M. Guzman, J. Dille, S. Godet, "Synthesis

and Antibacterial Activity of Silver

Nanoparticles Against Gram-Positive and

Gram-Negative Bacteria", Nanomedicine:

Nanotechnology, Biology, and Medicine, Vol.

8, p.p 37–45, 2012.

2- E. Pipelzadeh, A.A. Babaluo, M. Haghighi,

1. Tavakoli, M. Valizadeh Derakhshan, and A.

Karimzadeh Behnami, “Silver Doping on TiO2

Nanoparticles Using a Sacrificial Acid and its

Photocatalytic Performance Under Medium

Pressure Mercury UV Lamp”, Chemical

Engineering Journal, Vol. 155, pp. 660–665,

2009.

3- A.L Linsebigler, G. Lu, and J.T. Yates,

“Photocatalysis on TiOn Surfaces: Principles,

Mechanisms, and Selected Results”, Chemical.

Review, Vol. 95, pp. 735-758, 1995.

4- P. Chin, Kinetics of Photocatalytic

Degradation Using Titanium Dioxide Films,

ProQuest, p. 2-7, 2008.

5- C. Yi, P. Xiao-Yan, M. Xue-Ming, and Hui,

Z.,” Study on Photocatalysis Properties of

Nanocrystalline Titanium Dioxide”, Journal of

Shanghai University, Vol. 6, pp. 240-243,

2002.

6- A. Zaleska, ” Characteristic of Doped-TiO2

Photocatalists”, Physicochemical Problems of

Mineral Processing, Vol. 42, pp. 211-222, 2008.

7- D. Beydoun, R. Amal, G. Low, and S.

Evoy” Role of Nanoparticles in

Photocatalysis”, Journal of Nanoparticle

Research, Vol. 1, pp. 439 – 458, 1999.

8- A. Alem, and H. Sarpoolaky” The Effect of

Silver Doping on Photocatalytic Properties of

Titania Multilayer Membranes”, Solid State

Sciences, Vol. 12, pp. 1469-1472, 2010.

9 -م. مختاری مهر، م. ح. شریعت و م. پاک شیر، "بررسی

خاصیت فتوکاتالیستی لایه نازک2 TiO doped V تهیه

شده با روش سل-ژل"، مجله مواد نوین، جلد2 ،شماره 3،ص

.1391 بهار، 21 -26

10- S. Sivakumar, P. Krishna Pillai, P.

Mukundan, and K.G.K. Warrier, ” Sol–gel

Synthesis of Nanosized Anatase from Titanyl

Sulfate”, Materials Letters, Vol. 57, pp. 330–

335, 2002.

11- M.K.Seery, R. George, P. Floris, and S.C.

Pillai., ”Silver Doped Titanium Dioxide

Nanomaterials for Eenhanced Visible Light

Photocatalysis”, Journal of Photochemistry and

Photobiology,Vol. 189, pp. 258–263, 2007.

12- S. Ansari. Amin, M. Pazouki, and

A.Hosseinnia” Synthesis of TiO2–Ag

Nanocomposite with Sol–Gel Method and

Investigation of its Antibacterial Activity

Against E. Coli”, Powder Technology, Vol.

196, pp. 241–245, 2009.

13- H.E. Chaoa, Y.U. Yuna, H.U. Xingfanga,

and A. Larbot,”E­ect of Silver Doping on the

Phase Transformation and Grain Growth of

Sol-Gel Titania Powder”, Journal of the

European Ceramic Society, Vol. 23, pp. 1457–

1464, 2003.

14- N. Sobana, M. Muruganadham, and M.

Swaminathan,”Nano-Ag particles Doped TiO2

for Efficient Photodegradation of Direct azo

dyes”, Journal of Molecular Catalysis, Vol.

258, pp. 124 –132, 2006.

15- C. Suwanchawalit, P. Chanhom1, P.

Sriprang, and S. Wongnawa” A Ag-Doped

TiO2 Photocatalyst for Dye Decolorization

under UV and Visible Irradiation”, Pure and

Applied Chemistry International Conference,

2011.

16- S. Pal, Y.K. Tak, and J.M. Song, "Does the

Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles

Depend on the Shape of the Nanoparticle?" ,

Applied and Enviromental Microbiology, Vol.

73, pp. 1712-1720, 2007.

17- A.A., Ashkarran”Antibacterial Properties

of Silver-Doped TiO2 Nanoparticles Under

Solar Simulated light”, Journal of Theoretical

and Applied Physics,Vol. 4, pp. 1-8, 2011.

18- X. Chen, H.J. Schluesener, " Nanosilv er:

A Nanoproduct in Medical Application",

Toxicology Letters, Vol. 176, p.p 1–12, 2008.

19- R. Mahendra, Y. Alka, and G. Aniket”

Silver Nanoparticles as a New Generation of

Antimicrobials”, Biotechnology Advances,

Vol. 27, pp. 76–83, 2009.

20- L.F. Espinosa-Cristóbal, G.A. MartínezCastañón,R.E. Martínez-Martínez, J.P. LoyolaRodríguez,N. Patiño-Marín, J.F. ReyesMacías,Facundo Ruiz, "Antibacterial Effect of

Silver nanoparticles Against Streptococcus

mutans", Materials Letters, Vol. 63, p.p 2603–

2606,2009.

21- I. Wiegand, K. Hilpert, R. E. W. Hancock,

"Agar and Broth Dilution Methods to

Determine the Minimal Inhibitory

Concentration (MIC) of Antimicrobial

Substances", Nature Protocols, Vol.3,No.2, p.p

163-175, 2008.

22- A. Alem, H. Sarpoolaky, and M.

Keshmiri,” Titania Ultrafiltration membrane:

Preparation, Characterization and

Photocatalytic Activity”, Journal of the

European Ceramic Society, Vol. 29, pp. 629–

635, 2009.

23- C.R. Mahon, D.C. Lehman, G. Manuselis,

Textbook of Diagnostic Microbiology, ISBN:

978-1-4160-6165-6, p. 8-10, 2010.

24- K. Tomono, E. Takigawa, T.Suzuki, and

1. Ohira,” Effecta of TiO2 Photocatalyst on

Physical Properties and Antibacterial Action of

Glass Ionomer Cement for Luting”, Material

Technology, Vol. 22, pp. 83-89, 2004.

25- C. Sahoo, A.K. Gupta and A. Pal,

”Photocatalytic Degradation of Methyl Red

dye in Aqueous Solutions Under UV

Irradiation Using Ag+

 Doped TiO2”,

Desalination, Vol. 181, pp. 91-100, 2005.

26- D.B. Hamal, and K.J. Klabunde,

“Synthesis, Characterization, and Visible Light

Activity of New Nanoparticle Photocatalysts

Based on Silver, Carbon, and Sulfur-Doped

TiO2”, Journal of Colloid and Interface

Science, Vol. 311, pp. 514–522, 2007.