تهیه، تعیین ویژگیهای ساختاری و بررسی خاصیت ضدبیوفیلمی نانوالیافهای کوئرستین-فسفاتباریوم
محورهای موضوعی : میکروب شناسی پزشکی
سمیه مجتبوی
1
(دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده داروسازی، گروه بیوتکنولوژی دارویی)
خشایار وجدانی طلب
2
(دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده داروسازی، گروه بیوتکنولوژی دارویی)
مانیکا نگهداری پور
3
(دانشگاه علوم پزشکی شیراز، دانشکده داروسازی، گروه بیوتکنولوژی دارویی)
محمدرضا دلنوازی
4
(دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده داروسازی، گروه فارماکوگنوزی)
محمد علی فرامرزی
5
(دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده داروسازی، گروه بیوتکنولوژی دارویی)
کلید واژه: نانوالیاف, کوئرستین, کلمات کلیدی: بیوفیلم, ساختار هیبریدی,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: گسترش مقاومت های دارویی و اثربخشی محدود آنتی بیوتیک ها بر بیوفیلم حاصل از میکروارگانیسم های پاتوژن، در کنار افزایش روزافزون عفونت های بیمارستانی سبب تحمیل هزینههای سنگین بر سیستم بهداشت و درمان شده است. در مطالعه حاضر، نانوساختارهای هیبریدی کوئرستین-فسفات باریوم به منظور بهبود اثرات ضدبیوفیلمی آن تهیه و مشخصه یابی گردید. مواد و روش ها: برای تهیه نانوساختارهای هیبریدی، پس از اضافه کردن سولفات باریوم به بافر فسفات حاوی کوئرستین 1/0 میلی گرم بر میلی لیتر، مخلوط واکنش به مدت 10 دقیقه سونیکه و رسوب حاصله جمع آوری شد. غلظت بافر فسفات و سولفات باریوم به ترتیب در محدوده 250-50 و 50-10 میلی مولار بررسی شد تا نانوساختارهای هیبریدی با بیشینه میزان کوئرستین تثبیت شده بدست آید. نانوساختارهای هیبریدی حاصله با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره، طیف سنجی مادون قرمز و آنالیز پراش اشعه ایکس مشخصه یابی گردید و اثر آن بر جلوگیری از تشکیل و نیز تخریب بیوفیلم های باکتریایی ارزیابی شد. یافته ها: بازده تثبیت کوئرستین درون ساختارهای هیبریدی 95% بود. تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی نگاره، ساختارهایی الیاف مانند با سطحی صاف، بدون گره و یکنواخت را نشان داد. نانوالیاف های هیبریدی توانستند بهطورمعناداری میزان تشکیل بیوفیلم سودوموناس آئروژینوزا را 100 درصد و بیوفیلم استافیلوکوکوس اورئوس را 80 درصد مهار نمایند. همچنین در حضور کوئرستین تثبیت شده (500 میلی گرم در لیتر)، بیوفیلم های استافیلوکوکوس اورئوس 75 و باسیلوس سوبتیلیس 70 درصد تخریب شدند. نتیجه گیری: با توجه به اثرات ضدبیوفیلمی قابل توجه نانوالیاف های هیبریدی کوئرستین-فسفات باریوم، استفاده از آن ها در تجهیزات پزشکی، فرآیندهای درمانی و محیط زیست می تواند ثمربخش باشد.
Background & Objectives: The spread of drug resistance and limited effects of antibiotics on the pathogenic biofilms along with the increasing number of hospital infections have imposed heavy costs on the healthcare system. In the present study, quercetin-barium phosphate hybrid nanostructures were fabricated and characterized in order to improve their antibiofilm activity. Materials and methods: To prepare hybrid nanostructures, barium sulfate was added to sodium phosphate buffer containing quercetin (0.1 mg mL–1), the reaction mixture was sonicated for 10 min, and the obtained precipitate was collected. To obtain the hybrid nanostructures with the maximum immobilized quercetin, the concentrations of phosphate buffer and barium sulfate were examined in the range of 50–250 mM and 10–50 mM, respectively. The prepared hybrid nanostructures were characterized using scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, and X-ray diffraction analysis, their effects were evaluated in preventing and destroying bacterial biofilms as well. Results: The immobilization yield of quercetin within hybrid structures was 95%. The scanning electron microscope images showed fiber-like structures with smooth, knot-free, and uniform surfaces. Quercetin-barium phosphate hybrid nanofibers significantly inhibited the biofilm formation in Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus by 100% and 80%. Also, in the presence of the immobilized quercetin (500 mg L–1), biofilms of Staphylococcus aureus and Bacillus subtilis were destroyed by 75% and 70%. Conclusion: Due to the notable antibiofilm properties of quercetin-barium phosphate hybrid nanofibers, they could be useful in medical devices, and therapeutic and environmental processes.
22. Singh AK, Yadav S, Sharma K, Firdaus Z, Aditi P, Neogi K, Bansal M, Gupta MK, Shanker A, Singh RK, Prakash P. Quantum curcumin mediated inhibition of gingipains and mixed-biofilm of Porphyromonas gingivalis causing chronic periodontitis. RSC Adv. 2018; 8(70): 40426–45.
_||_22. Singh AK, Yadav S, Sharma K, Firdaus Z, Aditi P, Neogi K, Bansal M, Gupta MK, Shanker A, Singh RK, Prakash P. Quantum curcumin mediated inhibition of gingipains and mixed-biofilm of Porphyromonas gingivalis causing chronic periodontitis. RSC Adv. 2018; 8(70): 40426–45.