نسيج مضاد للميكروبات باستخدام تغليف نانو عشبي للزيوت العطرية

Summary

تمنع معاطف المختبر المضادة للميكروبات التلوث المتبادل لتراكم مسببات الأمراض والانسكابات الحيوية العرضية. هنا ، نصف بروتوكول تطوير نسيج مضاد للميكروبات صديق للبشرة باستخدام تغليف الأعشاب النانوية والاختبارات القياسية المعدلة لتقييم فعالية وملاءمة الاستخدام النموذجي لمعطف المختبر بدقة.

Abstract

تستخدم معاطف المختبر على نطاق واسع في مختبرات المخاطر البيولوجية ومرافق الرعاية الصحية كملابس واقية لمنع التعرض المباشر لمسببات الأمراض والانسكابات والحروق. توفر هذه المعاطف الواقية المصنوعة من القطن ظروفا مثالية لنمو الميكروبات ومواقع التعلق نظرا لطبيعتها المسامية وقدرتها على الاحتفاظ بالرطوبة والاحتفاظ بالدفء من جسم المستخدم. أظهرت العديد من الدراسات بقاء البكتيريا المسببة للأمراض على ملابس المستشفيات ومعاطف المختبر ، حيث تعمل كناقلات لانتقال الميكروبات.

النهج الشائع لإصلاح هذه المشاكل هو تطبيق العوامل المضادة للميكروبات في تشطيب المنسوجات ، ولكن أثيرت مخاوف بسبب السمية والآثار البيئية للعديد من المواد الكيميائية الاصطناعية. كما فتحت الجائحة المستمرة نافذة للتحقيق في مضادات الميكروبات الفعالة والتركيبات الصديقة للبيئة والخالية من السموم. تستخدم هذه الدراسة مركبين طبيعيين نشطين بيولوجيا ، كارفاكرول وثيمول ، مغلفين بجسيمات الشيتوزان النانوية ، والتي تضمن حماية فعالة ضد أربعة مسببات الأمراض البشرية مع تقليل يصل إلى 4 سجلات (99.99٪). يتم اكتشاف مسببات الأمراض هذه بشكل متكرر في معاطف المختبر المستخدمة في مختبرات المخاطر البيولوجية.

قاومت الأقمشة المعالجة أيضا ما يصل إلى 10 دورات غسيل مع تقليل الميكروبات بنسبة 90٪ ، وهو ما يكفي للاستخدام المقصود. لقد أجرينا تعديلات على اختبارات النسيج القياسية الحالية لتمثيل السيناريوهات النموذجية لاستخدام معطف المختبر بشكل أفضل. تسمح هذه التحسينات بإجراء تقييم أكثر دقة لفعالية معاطف المختبر المضادة للميكروبات ومحاكاة مصير أي انسكابات ميكروبية عرضية يجب تحييدها في غضون فترة زمنية قصيرة. يوصى بإجراء مزيد من الدراسات للتحقيق في تراكم مسببات الأمراض بمرور الوقت على معاطف المختبر المضادة للميكروبات مقارنة بالمعاطف الواقية العادية.

Introduction

المعطف الأبيض الواقي هو عنصر إلزامي لمعدات الحماية الشخصية (PPE) في مختبرات علم الأحياء الدقيقة ومرافق الرعاية الصحية ، ويحمي من التعرض المباشر لمسببات الأمراض والانسكابات والحروق. تعزز هذه المعاطف القطنية نمو الميكروبات بسبب العديد من العوامل - يوفر النسيج المنسوج مواقع التعلق والتهوية والقطن والنشا المستخدم في عملية التصنيع جنبا إلى جنب مع الخلايا الظهارية المقشرة من المستخدم التي توفر العناصر الغذائية ، والقرب من المستخدم يعطي الدفء والرطوبة. يمكن أن يسبب تراكم الميكروبات على المنسوجات أيضا مشاكل صحية مثل الحساسية وعدوى المستشفيات والروائح الكريهة وتدهور النسيج¹.

على عكس الملابس العادية ، نادرا ما يتم غسل المعاطف ....

Protocol

1. تحضير الجسيمات النانوية

1. تغليف نانو العشبية
   1. تحضير 50 مل من 1٪ (v / v) حمض الخليك.
      تنبيه: حمض الخليك الجليدي مهيج ، والذي يمكن أن يسبب حروقا شديدة في الجلد وتلف العين. ارتد معطف مختبر كامل الطول وقفازات النتريل ونظارات واقية واعمل تحت غطاء دخان.
   2. تحضير محلول الشيتوزان (1.2٪ وزن / حجم) عن طريق إذابة 0.6 جم من رقائق الشيتوزان (الوزن الجزيئي المتوسط) في 50 مل من حمض الخليك 1٪ (المحضر أعلاه). حرك طوال الليل (O / N) في درجة حرارة الغرفة (R / T) للحصول على مستحلب متجانس.
   3. أضف 0.5 جم من Tween 80 وحرك (1000 دورة في الدقيقة) عند 60 درجة مئوية لمدة 2 ساعة للحصول على محلول متجانس. أحضر المحلول إلى R / T قبل إضافة المركبات....

النتائج

الفحص الأولي ل NPs المركبة
باتباع تقنية مستحلب الزيت في الماء المكونة من خطوتين¹⁶ ، تم تغليف المركبات النشطة بيولوجيا (كارفاكرول وثيمول) بنجاح في الشيتوزان. تم تأكيد ذلك من خلال القياس الطيفي للأشعة المرئية وفوق البنفسجية لامتصاص ذروة المركبات النشطة بيولوجيا مقارن?.......

Discussion

يتم اختبار فعالية مضادات الميكروبات للمبيدات الحيوية تقليديا من خلال المقايسات الكمية ، مثل الحد الأدنى للتركيز المثبط (MIC) والحد الأدنى لتركيز مبيد الجراثيم (MBC) ، حيث يتم غمر البكتيريا في سائل مضاد للميكروبات لمدة 24 ساعة. ومع ذلك ، فإن هذه المقايسات ليست مناسبة للأقمشة المطلية ، حيث تفتقر.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acetic acid	Millipore Sigma	64-19-7
Antibiotic base agar	BD Difco	DF0270-17-4	Also known as Antibiotic Medium 2
Antibiotic seed agar	BD Difco	DF0263-17-3	Also known as Antibiotic Medium 1
Blood Agar (Nutrient Agar with 5% Sheep Blood)	Donated by CFIA
Bromcresol Purple Lactose Agar	Donated by CFIA
Candida albicans	ATCC The Global Bioresource Center	ATTC 10231
Carvacrol	Millipore Sigma	282197 (CAS# 499-75-2)
Centrifuge  Allergra X-22R Centrifuge	Beckman Coulter	Model # X-22R	Refrigerated. Wait at least 20 min or until the temperature reach the set low value (e.g., 4 °C) as the refrigeration takes time.
Chitosan Medium Molecular Weight (CS)	Millipore Sigma	448877 (CAS # 9012-76-4)
Clamshell Heat Press	Intiva	IM1200
Escherichia coli (E. coli)	ATCC The Global Bioresource Center	ATTC 23725
Incubator	Thermo Scientific	1205M34
Letheen Broth	BD Difco	DF0681-17-7	Used to neutralize antimicrobial effects. Product from different manufacturers may require to add Polysorbate 80, which is already added in Difco product.
Milli Q water	Millipore Sigma	ZR0Q16WW	Deionized water
Mueller-Hinton Agar	BD Difco	DF0252-17-6
Pentasodium tripolyphosphate (TPP)	Millipore Sigma	238503 (CAS# 7758-29-4)
Phospahte Buffered Saline (PBS)	Thermo Scientific	AM9624
Pseudomonas aeruginosa	ATCC The Global Bioresource Center	ATTC 9027
Sabouraud Dextrose Agar	BD Difco	DF0109-17-1
Shaking incubator/ Thermo shaker	VWR	Model# SHKA2000
Staphylococcus aureus	ATCC The Global Bioresource Center	ATTC 6538
Thymol	Millipore Sigma	T0501 (CAS# 89-83-8)
Trypticase Soy Agar	BD Difco	236950
Trypticase Soy Broth	BD Difco	215235
Tween 80	Millipore Sigma	STS0204 (CAS # 9005-65-6)
UV-Vis Spectrophometer	Thermo Scientific	GENESYS 30 (840-277000)