Name: antimicrobial characterization of advanced materials for bioengineering applications
Uploaded: 2018-08-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 8 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Antimicrobial Characterization of Advanced Materials for Bioengineering Applications at JoVE.com

منح 2018-231-001UCV والمؤلفين يود أن يعترف الجامعة الكاثوليكية دي فالنسيا سان فيسنتي مارتير للدعم المالي لهذا العمل من خلال 2017-231-001UCV.

<ol>
	<li>Sydnor, E. R. M., Perl, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hospital+epidemiology+and+infection+control+in+acute-care+settings.">Hospital epidemiology and infection control in acute-care settings.</a> Clin Microbiol Rev. 24 (1), 141-173 (2011).</li><li>Chessa, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Staphylococcus+aureus+and+Staphylococcus+epidermidis+Virulence+Strains+as+Causative+Agents+of+Persistent+Infections+in+Breast+Implants.">Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis Virulence Strains as Causative Agents of Persistent Infections in Breast Implants.</a> PLoS One. 11 (1), e0146668 (2016).</li><li>Pandey, H., Parashar, V., Parashar, R., Prakash, R., Ramteke, P. W., Pandey, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+drug+release+characteristics+and+enhanced+antibacterial+effect+of+graphene+nanosheets+containing+gentamicin+sulfate.">Controlled drug release characteristics and enhanced antibacterial effect of graphene nanosheets containing gentamicin sulfate.</a> Nanoscale. 3 (10), 4104 (2011).</li><li>Jia, Z., Shen, D., Xu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+antibacterial+activities+of+quaternary+ammonium+salt+of+chitosan.">Synthesis and antibacterial activities of quaternary ammonium salt of chitosan.</a> Carbohydr Res. 333 (1), 1-6 (2001).</li><li>Liu, Y., Wang, X., Yang, F., Yang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excellent+antimicrobial+properties+of+mesoporous+anatase+TiO2+and+Ag/TiO2+composite+films.">Excellent antimicrobial properties of mesoporous anatase TiO2 and Ag/TiO2 composite films.</a> Microporous Mesoporous Mater. 114 (1-3), 431-439 (2008).</li><li>Wang, L., Chen, J., Shi, L., Shi, Z., Ren, L., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+promotion+of+antimicrobial+activity+on+silicon+substrates+using+a+&amp;#34;click&amp;#34;+immobilized+short+peptide.">The promotion of antimicrobial activity on silicon substrates using a &amp;#34;click&amp;#34; immobilized short peptide.</a> Chem Commun (Camb). 50 (8), 975-977 (2014).</li><li>K&#252;mmerer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistance+in+the+environment.">Resistance in the environment.</a> J Antimicrob Chemother. 54 (2), 311-320 (2004).</li><li>Ng, V. W. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antimicrobial+hydrogels:+A+new+weapon+in+the+arsenal+against+multidrug-resistant+infections.">Antimicrobial hydrogels: A new weapon in the arsenal against multidrug-resistant infections.</a> Adv Drug Deliv Rev. 78, 46-62 (2014).</li><li>Hegstad, K., Langsrud, S., Lunestad, B. T., Scheie, A. A., Sunde, M., Yazdankhah, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+the+Wide+Use+of+Quaternary+Ammonium+Compounds+Enhance+the+Selection+and+Spread+of+Antimicrobial+Resistance+and+Thus+Threaten+Our+Health?.">Does the Wide Use of Quaternary Ammonium Compounds Enhance the Selection and Spread of Antimicrobial Resistance and Thus Threaten Our Health?.</a> Microb Drug Resist. 16 (2), 91-104 (2010).</li><li>Rana, D., Matsuura, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modifications+for+antifouling+membranes.">Surface modifications for antifouling membranes.</a> Chem Rev. 110 (4), 2448-2471 (2010).</li><li>Lok, C. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteomic+analysis+of+the+mode+of+antibacterial+action+of+silver+nanoparticles.">Proteomic analysis of the mode of antibacterial action of silver nanoparticles.</a> J Proteome Res. 5 (4), 916-924 (2006).</li><li>Chen, X., Schluesener, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanosilver:+A+nanoproduct+in+medical+application.">Nanosilver: A nanoproduct in medical application.</a> Toxicol Lett. 176 (1), 1-12 (2008).</li><li>Ahamed, M., AlSalhi, M. S., Siddiqui, M. K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+nanoparticle+applications+and+human+health.">Silver nanoparticle applications and human health.</a> Clin Chim Acta. 411 (23-24), 1841-1848 (2010).</li><li>Yeaman, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+Antimicrobial+Peptide+Action+and+Resistance.">Mechanisms of Antimicrobial Peptide Action and Resistance.</a> Pharmacol Rev. 55 (1), 27-55 (2003).</li><li>McLean, D. T. F., Lundy, F. T., Timson, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IQ-motif+peptides+as+novel+anti-microbial+agents.">IQ-motif peptides as novel anti-microbial agents.</a> Biochimie. 95 (4), 875-880 (2013).</li><li>Brogden, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antimicrobial+peptides:+Pore+formers+or+metabolic+inhibitors+in+bacteria?.">Antimicrobial peptides: Pore formers or metabolic inhibitors in bacteria?.</a> Nat Rev Microbiol. 3 (3), 238-250 (2005).</li><li>Ghosh, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+molecular+antibacterial+peptoid+mimics:+The+simpler+the+better!.">Small molecular antibacterial peptoid mimics: The simpler the better!.</a> J Med Chem. 57 (4), 1428-1436 (2014).</li><li>Chongsiriwatana, N. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peptoids+that+mimic+the+structure,+function,+and+mechanism+of+helical+antimicrobial+peptides.">Peptoids that mimic the structure, function, and mechanism of helical antimicrobial peptides.</a> Proc Natl Acad Sci. 105 (8), 2794-2799 (2008).</li><li>Chen, Y., Mant, C. T., Farmer, S. W., Hancock, R. E. W., Vasil, M. L., Hodges, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rational+design+of+alpha-helical+antimicrobial+peptides+with+enhanced+activities+and+specificity/therapeutic+index.">Rational design of alpha-helical antimicrobial peptides with enhanced activities and specificity/therapeutic index.</a> J Biol Chem. 280 (13), 12316-12329 (2005).</li><li>Porter, E. A., Wang, X., Lee, H. S., Weisblum, B., Gellman, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-haemolytic+beta-aminoacid+oligomers.">Non-haemolytic beta-aminoacid oligomers.</a> Nature. 404 (6778), 565 (2000).</li><li>Gao, Q., Li, P., Zhao, H., Chen, Y., Jiang, L., Ma, P. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methacrylate-ended+Polypeptides+and+Polypeptoids+for+Antimicrobial+and+Antifouling+Coatings.">Methacrylate-ended Polypeptides and Polypeptoids for Antimicrobial and Antifouling Coatings.</a> Polym Chem. 8 (41), 6386-6397 (2017).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., G&#243;mez-Ribelles, J. L., Monle&#243;n-Pradas, M., Vidaurre-Garayo, A., Suay-Ant&#243;n, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterisation+of+macroporous+poly(methyl+methacrylate)+coated+with+plasma-polymerised+poly(2-hydroxyethyl+acrylate).">Characterisation of macroporous poly(methyl methacrylate) coated with plasma-polymerised poly(2-hydroxyethyl acrylate).</a> Eur Polym J. 43 (10), 4552-4564 (2007).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Monle&#243;n-Pradas, M., G&#243;mez-Ribelles, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma-induced+polymerisation+of+hydrophilic+coatings+onto+macroporous+hydrophobic+scaffolds.">Plasma-induced polymerisation of hydrophilic coatings onto macroporous hydrophobic scaffolds.</a> Polymer (Guildf). 48 (7), 2071-2078 (2007).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Monle&#243;n-Pradas, M., G&#243;mez-Ribelles, J. L., Rault, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+analysis+of+water+in+reinforced+plasma-polymerised+poly(2-hydroxyethyl+acrylate)+hydrogels.">Thermal analysis of water in reinforced plasma-polymerised poly(2-hydroxyethyl acrylate) hydrogels.</a> Eur Polym J. 72, 523-534 (2015).</li><li>Monle&#243;n-Pradas, M., G&#243;mez-Ribelles, J. L., Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Gallego-Ferrer, G., SuayAnt&#243;n, J., Pissis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+between+water+and+polymer+chains+in+poly(hydroxyethyl+acrylate)+hydrogels.">Interaction between water and polymer chains in poly(hydroxyethyl acrylate) hydrogels.</a> Colloid Polym Sci. 279 (4), 323-330 (2001).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Monle&#243;n-Pradas, M., G&#243;mez-Ribelles, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+crosslinking+on+porous+poly(methyl+methacrylate)+produced+by+phase+separation.">Effect of crosslinking on porous poly(methyl methacrylate) produced by phase separation.</a> Colloid Polym Sci. 286 (2), 209-216 (2008).</li><li>Monle&#243;n-Pradas, M., G&#243;mez-Ribelles, J. L., Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Gallego Ferrer, G., Suay Ant&#243;n, J., Pissis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+poly+(2-hydroxyethyl+acrylate)+hydrogels.">Porous poly (2-hydroxyethyl acrylate) hydrogels.</a> Polymer (Guildf). 42 (10), 4667-4674 (2001).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Monle&#243;n-Pradas, M., G&#243;mez-Ribelles, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroporous+poly(methyl+methacrylate)+produced+by+phase+separation+during+polymerisation+in+solution.">Macroporous poly(methyl methacrylate) produced by phase separation during polymerisation in solution.</a> Colloid Polym Sci. 285 (7), 753-760 (2007).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Llorens-G&#225;mez, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+mechanical+analysis+and+water+vapour+sorption+of+highly+porous+poly(methyl+methacrylate).">Dynamic mechanical analysis and water vapour sorption of highly porous poly(methyl methacrylate).</a> Polymer (Guildf). 125, 58-65 (2017).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Campillo-Fern&#225;ndez, A. J., G&#243;mez-Ribelles, J. L., Monle&#243;n-Pradas, M., Gallego-Ferrer, G., Pissis, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+poly(2-hydroxyethyl+acrylate)+hydrogels+prepared+by+radical+polymerisation+with+methanol+as+diluent.">Porous poly(2-hydroxyethyl acrylate) hydrogels prepared by radical polymerisation with methanol as diluent.</a> Polymer (Guildf). 45 (26), 8949-8955 (2004).</li><li>Rodr&#237;guez-Hern&#225;ndez, J. C., Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., G&#243;mez-Ribelles, J. L., Monle&#243;n-Pradas, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+nanocomposite+scaffolds+with+ordered+cylindrical+orthogonal+pores.">Three-dimensional nanocomposite scaffolds with ordered cylindrical orthogonal pores.</a> J Biomed Mater Res - Part B: Appl Biomater. 84 (2), 541-549 (2008).</li><li>Br&#237;gido-Diego, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acrylic+scaffolds+with+interconnected+spherical+pores+and+controlled+hydrophilicity+for+tissue+engineering.">Acrylic scaffolds with interconnected spherical pores and controlled hydrophilicity for tissue engineering.</a> J Mater Sci Mater Med. 40 (18), 4881-4887 (2005).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Ruiz-Pividal, J. F., Llorens-G&#225;mez, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+water+diffusion+and+compression+performance+of+crosslinked+alginate+with+a+minuscule+amount+of+graphene+oxide.">Enhancement of water diffusion and compression performance of crosslinked alginate with a minuscule amount of graphene oxide.</a> Sci Rep. 7, 11684 (2017).</li><li>Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;., Deb, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+irregular+graphene+oxide+tubes+using+green+chemistry+and+their+potential+use+as+reinforcement+materials+for+biomedical+applications.">Synthesis of irregular graphene oxide tubes using green chemistry and their potential use as reinforcement materials for biomedical applications.</a> PLoS One. 12 (9), e0185235 (2017).</li><li>S&#225;nchez-Correa, F., Vidaurre-Agut, C., Serrano-Aroca, A., Campillo-Fern&#225;ndez, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(2-hydroxyethyl+acrylate)+hydrogels+reinforced+with+graphene+oxide:+Remarkable+improvement+of+water+diffusion+and+mechanical+properties.">Poly(2-hydroxyethyl acrylate) hydrogels reinforced with graphene oxide: Remarkable improvement of water diffusion and mechanical properties.</a> J Appl Polym Sci. , (2018).</li><li>Serrano-Aroc, &. #. 1. 9. 3. ;., Iskandar, L., Deb, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+synthetic+routes+to+alginate-graphene+oxide+composite+hydrogels+with+enhanced+physical+properties+for+bioengineering+applications.">Green synthetic routes to alginate-graphene oxide composite hydrogels with enhanced physical properties for bioengineering applications.</a> Eur Polym J. 103, 198-206 (2018).</li><li>Llorens-G&#225;mez, M., Serrano-Aroca, &. #. 1. 9. 3. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-Cost+Advanced+Hydrogels+of+Calcium+Alginate/Carbon+Nanofibers+with+Enhanced+Water+Diffusion+and+Compression+Properties.">Low-Cost Advanced Hydrogels of Calcium Alginate/Carbon Nanofibers with Enhanced Water Diffusion and Compression Properties.</a> Polymers (Basel). 10 (4), 405 (2018).</li><li>Bauer, A. W., Kirby, W. M. M., Sherris, J. C., Turck, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibiotic+susceptibility+testing+by+a+standardized+single+disk+method.">Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method.</a> A J Clin Pathol. 45, 493-496 (1966).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ISO Specification 22196: measurement of antibacterial activity on plastics surfaces. , 584 (2007).</li><li>Taubes, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+bacteria+fight+back.">The bacteria fight back.</a> Science. 321 (5887), 356-361 (2008).</li><li>Boucher, H. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=10+x+'20+progress--development+of+new+drugs+active+against+Gram-negative+bacilli:+an+update+from+the+infectious+diseases+society+of+America.">10 x '20 progress--development of new drugs active against Gram-negative bacilli: an update from the infectious diseases society of America.</a> Clinical Infectious Diseases. 56 (12), 1685-1694 (2013).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

يمكن تحليل نشاط مضادات الميكروبات لمواد متقدمة جديدة بموجب هذا البروتوكول سهلة لمتابعة تتكون من 2 إجراءات تكميلية تستند إلى الأساليب القائمة 2: نشر القرص أجار اختبار38 وقياس نشاط مضادات الميكروبات في مواد السطوح وفقا للمعيار ISO 22196:200739.
في هذا المجال البحثي، العديد من اختبارات مضادات الميكروبات التي ذكرت في الأدبيات تعتمد اعتماداً كبيرا على المقايسة. ولذلك، من المهم أن تكون مفصلة جداً ويتفق البروتوكولات في مكان عبر المختبرات. هذه المادة خطوة في هذا الاتجاه. وعلاوة على ذلك، فإنه يمكن أن تكون مفيدة جداً للعديد من الباحثين الذين هم أقل خبرة في هذا الميدان وتتطلب إجراءات معمقة، خطوة بخطوة لمتابعة لنتائج دقيقة.
يمكن استخدام هذا البروتوكول مع العديد من أنواع المواد يقتطع من الأشكال القرص قطرها 10 ملم. يمكن تورم المواد هشة في مذيب مناسب ح 1 لجعل عملية القطع أسهل. وهكذا، يمكن رطب ماء مواد مثل الجيناتيس في الماء المقطر يعقم. ويمكن استخدام المذيبات الأخرى، مثل الإيثانول، كيتون، والميثان، إلى تضخم المواد عمود المصباح ح 1 قبل قصها. ومع ذلك، لا تحتاج بعض المواد مثل poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) منتفخة وأنها يمكن أن تخفض مباشرة. بعد ذلك، من المهم جداً لتجف الأقراص المادية العينة في فرن فراغ وتعقيم كل عينة مع الإيثانول والأشعة فوق البنفسجية ح 1 لتجنب أي خطر التلوث.
هذا البروتوكول وتوصي إدارة أمن النقل و TSB كثقافة وسائل الإعلام، واستخدام الثقافات نقية للكائنات الدقيقة 3 للوصول إلى مجموعة واسعة من الكائنات الدقيقة: البكتيريا إيجابية البكتيريا سلبية الغرام الإشريكيّة القولونية، المكوّرات العنقودية الذهبية، والخميرة المبيضات البيض. ومع ذلك، يمكن أيضا استخدام وسائل الإعلام الثقافة البديلة والكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تحتاج إلى احتضان مختلف الظروف مع هذا البروتوكول. في بعض الأحيان، يتم اختبار الكائنات الدقيقة 1 فقط الحصول على فكرة أولية لنشاط مضادات الميكروبات من مادة جديدة.
المواد التي تبين نشاط مضادات الميكروبات قوية ضد 3 الموصى بها مختلفة ينبغي اختبار أنواع من الكائنات الحية الدقيقة ضد العوامل الممرضة المقاومة للمضادات الحيوية مثل مقاومة للميثيسيلين ابيديرميديس المكوّرات العنقودية (مرسى)، التي وقد استخدمت بنجاح مع هذا البروتوكول. أخرى الكائنات الدقيقة المقاومة للعقاقير الهامة التي تتسبب في الكثير من القلق هي مثسلين مقاومة إيجابية المكوّرات العنقودية الذهبية (الجرثومة) ومقاومة للفانكوميسين انتيروكوكساي (فري) و الغرام الزائفة الزّنجاريّة40،41.
لا يمكن اختبار تثبيط بيوفيلم ونشاط مضادات الميكروبات لمواد ضد أنواع أخرى من الكائنات المجهرية مثل الفيروسات والطفيليات مع هذا البروتوكول. ومع ذلك، يوفر هذا البروتوكول نقطة انطلاق مفيدة للغاية لدراسة الميكروبات جديدة متقدمة المواد.
في اختبار نشر القرص أجار مضادات الميكروبات، يحدث خطوة حاسمة عندما القرص عينة أن توضع في وسط اللوحة لأن بعض المواد أمثال حالما تحصل على اتصال مع وسائط الإعلام أجار. وفي هذه الحالة، من المستحسن استخدام زوج عقيمة من ملاقط تتكشف العينة بعناية. من ناحية أخرى، في أسلوب الاتصال، من الأهمية بمكان أن يغسل عنصر التحكم والأقراص العينة جيدا مع برنامج تلفزيوني قبل بيبيتينج منهم أربع مرات يليه فورتيكسينج قوية و sonication بغية التأكد من أن لا من الكائنات الدقيقة قابلة للتطبيق تظل يلتزم بالمواد السطح.
ويمكن استخدام هذا البروتوكول الفيديو في العديد من تطبيقات الهندسة الحيوية، مثل الهندسة البيولوجية وهندسة الأنسجة وتسليم العقاقير الخاضعة للمراقبة، ومواد التعبئة والتغليف، ومعالجة مياه الصرف الصحي والزراعة التي تستخدم المواد الحيوية مع درجة عالية قدرة الميكروبات المرغوب فيه.
النتائج التي تم الحصول عليها مع أحكام هذا البروتوكول النوعية (الصور) والكمية (عرض طبيعية للبكتيريا "هالو"، وفقدان الصلاحية) مع تحليل جيد في إمكانية تكرار نتائج لها (يعني ± الانحراف المعياري). عند مقارنة مختلف المواد، يجب تحليل هذه القيم الوسطية التي تم الحصول عليها مع تحليل نتائج أسلوب نشرها والاتصال باتجاه واحد ANOVA، يليها تحليل الوظائف المخصصة لتركيا، من أجل دراسة إذا كانوا، إحصائيا، إلى حد كبير مختلفة (ف < 0.01).

فشل عملية الزرع في كثير من الأحيان نتيجة للعدوى الميكروبية التي تحدث على الرغم من ظروف العمل العقيم والاتقاء بمضادات الميكروبات. هذه المشكلة تسبب تكاليف الرعاية الصحية مرتفعة جداً والمحزن بين المرضى1. أهمية البكتيريا مثل المكوّرات العنقودية الذهبية هي حاليا تعتبر مسببات الأمراض الخطرة جداً في العداوي المستشفوية المرتبطة بالقسطرة ويزرع الطبية الأخرى وهي الملوثات الرئيسية للأدوات الطبية2. ولذلك، وضع استراتيجيات مضادة للميكروبات رواية مطلوب على وجه السرعة للاستخدامات اليومية والطبية على حد سواء.
وتشمل مضادات الجراثيم المضادات الحيوية3ومركبات الأمونيوم الرباعية4، الأيونات المعدنية/أكاسيد5ومضادات الميكروبات الببتيدات (الامبير)6. وأصبحت تدريجيا أقل كفاءة بسبب مقاومة البكتريا7، الذي أخذ في الازدياد بسبب الإفراط في استخدام المضادات الحيوية8المضادات الحيوية. مركبات الأمونيوم الرباعية فقط فعالة جداً لاستخدام قصيرة الأجل بسبب المقاومة الميكروبية9. الأيونات المعدنية/أكاسيد استخدمت طويلاً كعوامل مضادة للميكروبات فعالة جداً، وتستخدم في العديد من المنتجات التجارية المشتركة بما في ذلك ضمادات، مرشحات المياه، والدهانات، إلخ10،،من1112. ومع ذلك، وقد ثبت أن هذه الأنواع من المركبات يمكن أن تكون سامة لبعض أنواع خلايا الثدييات13.
إظهار الامبير مضادات الميكروبات ممتازة وخصائص إيمونومودولاتوري14،15، والبكتيريا ويبدو أن تجد من الصعب جداً تطوير مقاومة ضدها16. عملية لإنتاج الامبير نقية غير مكلفة؛ ولذلك، إنتاج على نطاق واسع غير قابلة للبقاء. وهكذا، وضع استراتيجيات للتصدي للمشاكل في إنتاج الامبير كانت (مثلاً، بيبتويد المضادة للبكتيريا الجزيئات الصغيرة يقلد17، بيبتويدس18, α-الببتيدات19 و β-الببتيدات20). البروتينية انتهت الميثاكريليت وبوليبيبتويدس قد تم تصنيعه ل طلاء مضادات الميكروبات والمضادة للحشف على السفن21.
تطوير مضادات الجراثيم الجديدة مثل المواد المتقدمة في نقية أو النموذج الهجين، قادرة على منع وعلاج الالتهابات المقاوم للأدوية المتعددة، وضروري بشكل متزايد. وضعت مجموعة واسعة من مواد متقدمة جديدة للعديد من حقول الهندسة الحيوية مثل الأنسجة والهندسة البيولوجية مع تحسين الخواص الكيميائية والفيزيائية في العقود الماضية من خلال عدة أساليب: البلازما--البلمرة تطعيم على الركازة مسعور22،،من2324، والخياطة crosslinking الكثافة،من25إلى26، البلمرة في الحل27،،من2829 , 30, بورجين انحلال3231،، وعن طريق إدماج المواد النانوية مثل الجرافين أوكسيد (GO)33،34،،من3536 و الكربون النانو (كنفس)37.
دراسة قدرة الميكروبات من هذه المواد الجديدة يمكن أن تزيد أضعافاً مضاعفة على إمكانية تطبيق الهندسة الحيوية و، ولذلك أصبح من الضروري. نقدم بروتوكولا سهلة المتابعة لقياس نشاط مضادات الميكروبات من هذه المواد المتقدمة الجديدة. هنا، بعد إعداد نموذج، يتم اتباع أسلوبين من أساليب تكميلية: الأولى يستند أجار القرص نشر اختبار38 (طريقة الانتشار) والثاني يستند إلى ال ISO 22196:2007 المعيار39 لقياس نشاط مضادات الميكروبات في الأسطح المادية (أسلوب الاتصال).

<table><tbody><tr><td>Cylindrical punch&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>10 mm diameter</td></tr><tr><td>Petri dishes</td><td>soria genlab</td><td>P101</td><td>90 mm diameter, sterile</td></tr><tr><td>Tryptic soy agar (TSA)</td><td>Liofilchem</td><td>610052</td><td>Dehydrated medium 500 g (powder)</td></tr><tr><td>Tryptic soy broth (TSB)</td><td>Liofilchem</td><td>610053</td><td>Dehydrated medium 500 g (powder)</td></tr><tr><td>Sterile cotton swab</td><td>EUTOTUBO</td><td>300200</td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge tubes</td><td>VIDRA FOC, SA</td><td>429900</td><td>50 mL, sterile</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>VWR</td><td>83813360</td><td>Absolute ethanol</td></tr><tr><td>Sterile 48-wells plate</td><td>COSTAR</td><td>3548</td><td>Flat bottom with lid, tissue culture treated, non-pyrogenic, polystyrene</td></tr><tr><td>A pair of tweezers</td><td>BRAUN</td><td>24612036</td><td>Toothless</td></tr><tr><td>Sterile phosphate buffered saline (PBS).</td><td>VWR</td><td>E404-100TAPBS</td><td></td></tr><tr><td>Vaccum oven with a connected vacuum pump</td><td>JP Selecta, SA</td><td>5900620</td><td></td></tr><tr><td>Laminar flow hood</td><td>TELSTAR Technologies, SL</td><td>TELSTAR AH-100</td><td>12.0 W lamp of UV-C radiation</td></tr><tr><td>Class II Biological safety cabinet</td><td>LABOGENE</td><td>MARS 1200</td><td></td></tr><tr><td>Incubator</td><td>ASTEC CO, LTD</td><td>SCA-165DR</td><td></td></tr><tr><td>Vortex mixer</td><td>Biosan</td><td>V-1 Plus</td><td></td></tr><tr><td>Spectrophotometer</td><td>Macherey-Nagel, Germany</td><td>Nanocolor UV/VIS II</td><td></td></tr><tr><td>Bunsen burner</td><td>JP Selecta, SA</td><td>7001539</td><td></td></tr><tr><td>Alcohol burner</td><td>VIDRA FOC, SA</td><td>1658/20</td><td>In case sterilisation is necessary to be performed inside class II biological safety cabinet</td></tr><tr><td>Orbital shaker</td><td>sartorius stedim</td><td>8864845</td><td></td></tr><tr><td>Sonicator</td><td>SELECTA</td><td>3000617</td><td>50/60 Hz</td></tr><tr><td>Digital calliper</td><td>ACHA</td><td>17-260</td><td>0-150 mm</td></tr><tr><td>Serological pipette</td><td>Fisherbrand</td><td>13-678-11</td><td>25 mL, sterile</td></tr><tr><td>Serological pipette</td><td>VWR</td><td>612-4950</td><td>5 mL, sterile</td></tr><tr><td>Serological pipette</td><td>VWR</td><td>612-5541</td><td>10 mL, sterile</td></tr><tr><td>Micropipette</td><td>GILSON</td><td>FA10005P</td><td>Pipetman L P200L, plastic 20-200 &amp;micro;L</td></tr><tr><td>Micropipette</td><td>GILSON</td><td>F123602</td><td>Pipetman P1000, 200-1000 &amp;micro;L</td></tr><tr><td>Micropipette&amp;nbsp;</td><td>GILSON</td><td>FA10016</td><td>Pipetman L P12X300L, 20-300 &amp;micro;L</td></tr><tr><td>Micropipette tips</td><td>LABBOX</td><td>TIBP-200-960</td><td>2-200 &amp;micro;L</td></tr><tr><td>Micropipette tips</td><td>LABBOX</td><td>TIBP-1K0-480</td><td>100-1000 &amp;micro;L</td></tr><tr><td>Pre-sterilized tube&amp;nbsp;</td><td>INSULAB</td><td>301402</td><td>10 mL&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Photo camera</td><td>Canon EOS 5D</td><td></td><td>Any camera with high resolution can also be utilized</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Gram-positive bacteria Staphylococcus aureus&lt;/em&gt;</td><td></td><td>&amp;nbsp;strain V329</td><td>Cucarella et al. &lt;em&gt;J Bacteriol&lt;/em&gt; &lt;strong&gt;183 (9)&lt;/strong&gt;,&amp;nbsp; 2888&amp;ndash;2896 (2001)</td></tr><tr><td>Gram-negative bacteria &lt;em&gt;Escherichia coli&lt;/em&gt;</td><td>Colecci&amp;oacute;n Espa&amp;ntilde;ola de Cultivos Tipo CECT</td><td>CECT 101</td><td></td></tr><tr><td>Yeast &lt;em&gt;Candida albicans&lt;/em&gt;</td><td>Colecci&amp;oacute;n Espa&amp;ntilde;ola de Cultivos Tipo CECT</td><td>CECT 1394</td><td></td></tr><tr><td>Microcentrifuge tubes&amp;nbsp;</td><td>DASLAB</td><td>175508</td><td>1,5 mL</td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>JP Selecta, SA</td><td>4002136</td><td></td></tr><tr><td>Spectrophotometer-cuvettes</td><td>UVAT Bio CB</td><td>F-0902-02</td><td>4,5 mL</td></tr><tr><td>Drigalski spatula</td><td>LABBOX</td><td>SPRP-L05-1K0</td><td>Sterile, disposable&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>glass balls (2 mm diameter)</td><td>Hecht Karl</td><td>1401/2</td><td>Autoclavable, alternative device to the Drigalski spatula</td></tr><tr><td>Autoclave bags</td><td>DELTALAB</td><td>200318</td><td>To sterilize microbiological residues or contaminated material</td></tr><tr><td>Electronic pipette filling device</td><td>JetPip</td><td>JET BIOFIL</td><td></td></tr><tr><td>Laboratory bottle with ISO thread, graduated, borosilicate 3.3</td><td>LABBOX</td><td>SBG3-100-010</td><td>100 mL, for autoclaving culture media</td></tr><tr><td>Laboratory bottle with ISO thread, graduated, borosilicate 3.3</td><td>LABBOX</td><td>SBG3-250-010</td><td>250 mL, for autoclaving culture media</td></tr><tr><td>Laboratory bottle with ISO thread, graduated, borosilicate 3.3</td><td>LABBOX</td><td>SBG3-500-010</td><td>500 mL, for autoclaving culture media</td></tr><tr><td>Laboratory bottle with ISO thread, graduated, borosilicate 3.3</td><td>LABBOX</td><td>SBG3-1K0-010</td><td>1000 mL, for autoclaving culture media</td></tr><tr><td>Latex gloves</td><td>DENIA</td><td>2278000000</td><td></td></tr><tr><td>Indicator tape for sterilization</td><td>LABBOX</td><td>STAP-A55-001</td><td>Self-adhesive tape with impregnated paper turning to colour when exposed to sterilization process.</td></tr><tr><td>Universal test tube rack</td><td>LABBOX</td><td>MTSP-001-001</td><td>To hold centrifuge tubes</td></tr><tr><td>Microcentrifuge tube rack</td><td>VWR</td><td>211-0210</td><td>To hold microcentrifuge tubes</td></tr><tr><td>Sterile loop</td><td>ACEFE S.A.</td><td>100140055</td><td>10 &amp;micro;L of capacity for microbial culture&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Material M1</td><td>Universidad Cat&amp;oacute;lica de Valencia San Vicente M&amp;aacute;rtir (UCV)</td><td></td><td>Material type 1&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Material M2</td><td>Universidad Cat&amp;oacute;lica de Valencia San Vicente M&amp;aacute;rtir (UCV)</td><td></td><td>Material type 2&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Material M3</td><td>Universidad Cat&amp;oacute;lica de Valencia San Vicente M&amp;aacute;rtir (UCV)</td><td></td><td>Material type3</td></tr><tr><td>Material M4</td><td>Universidad Cat&amp;oacute;lica de Valencia San Vicente M&amp;aacute;rtir (UCV)</td><td></td><td>Material type 4&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Material C</td><td>Universidad Cat&amp;oacute;lica de Valencia San Vicente M&amp;aacute;rtir (UCV)</td><td></td><td>Control material</td></tr></tbody></table>

antimicrobial characterization of advanced materials for bioengineering applications

تطوير مواد جديدة متقدمة مع خصائص محسنة أصبحت أكثر وأكثر أهمية في مجموعة واسعة من تطبيقات الهندسة الحيوية. هكذا، يجري تصميم العديد من المواد الحيوية رواية لمحاكاة البيئات المحددة المطلوبة للتطبيقات الطبية الحيوية مثل هندسة الأنسجة وإيصال الأدوية الخاضعة للرقابة. تطوير مواد ذات خصائص محسنة لتجميد الخلايا أو الإنزيمات أيضا موضوع أبحاث الحالية في مجال الهندسة البيولوجية. واحدة من الخصائص الأكثر استصواباً لمادة في هذه التطبيقات غير أن قدرة مضادات الميكروبات لتجنب أي عدوى غير مرغوبة. لهذا، فإننا نقدم بروتوكولات سهلة لمتابعة للميكروبات توصيف المواد استناداً إلى الاختبار (ط) نشر القرص أجار (طريقة الانتشار) و (الثاني) المعيار ISO 22196:2007 لقياس نشاط مضادات الميكروبات على الأسطح المادية (جهة الاتصال الأسلوب). يجب تنفيذ هذا البروتوكول باستخدام الجراثيم إيجابية وسلبية الغرام والخميرة لتغطية مجموعة واسعة من الكائنات الدقيقة. على سبيل مثال، يتم اختبار المواد 4 مع الطبيعة الكيميائية مختلفة عقب هذا البروتوكول ضد الإشريكيّة القولونية، المكوّرات العنقودية الذهبيةو المبيضات البيض. نتائج هذه الاختبارات معرض النشاط غير مضادات الميكروبات للمادة الأولى وزيادة النشاط المضاد للبكتيريا ضد الجراثيم إيجابية وسلبية الغرام للمواد الأخرى 3. إلا أن أيا من هذه المواد 4 قادرون على تحول دون نمو المبيضات البيض.

كان يعمل هذا البروتوكول، على سبيل مثال، لاختبار قدرة الميكروبات المواد 4 مع الطبيعة الكيميائية المختلفة ضد 3 يوصي بالكائنات الدقيقة: الإشريكيّة القولونية، المكوّرات العنقودية الذهبيةو المبيضات البيض . أظهرت نتائج الاختبارات نشر القرص أجار (طريقة الانتشار) النشاط غير مضادات الميكروبات للمواد الأولى (M1) كما أنه حدث في قرص التحكم (C، لا تظهر الصورة) وزيادة النشاط المضاد للبكتيريا ضد إيجابية وسلبية الغرام البكتيريا للمواد الأخرى 3 M2, M3 و M4 (انظر الشكل 2).
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig2.jpg"> رقم 2: نتائج أسلوب نشر الميكروبات. يظهر هذا الفريق طريقة نشر الميكروبات 4 المادية (M1, M2, M3 و M4) الأقراص (قطرها 10 مم × سمك 1 مم) ضد س المذهبة و كولاي بعد 24 ساعة حضانة. <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
ويبين الشكل 3 عروض طبيعية مختلفة من مضادات الميكروبات "هالو" (شمال غربهالو) مثال مختلف المواد M1، M2 و M3 و M4 ضد الجراثيم إيجابية وسلبية الغرام محسوبة بالمعادلة (1). ومع ذلك، لم يستطع تعوق نمو الخميرة المبيضات البيض (الصور لا تظهر) أي المواد 4.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig3v2.jpg"> الشكل 3: نتائج انتشار الميكروبات "هالو". ويبين هذا الفريق تطبيع "هالو" (شمال غربهالو) لكل المواد (M1, M2, M3 و M4) القرص (قطرها 10 مم × سمك 1 مم) ضد س المذهبة و كولاي بعد 24 ساعة حضانة. الاختلافات معتدا به إحصائيا (p < 0.01). ومع ذلك، أظهرت العينة M1 أي نشاط مضادات الميكروبات. <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig3v2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
كما سجلت نتائج أسلوب الاتصال نشاط غير مضادات الميكروبات للمواد الأولى (M1) كما أنه حدث في عنصر تحكم القرص (ج) وتزايد النشاط المضاد للبكتيريا ضد جرامبوسيتيفي والبكتيريا سلبية الغرام لغيرها من المواد 3 (انظر الشكل 4).
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig4v3.jpg"> الشكل 4: الميكروبات الاتصال نتائج الأسلوب. ويبين هذا الفريق لوحات كل منها 90 مم 4 المادية (M1, M2, M3 و M4) نشاط مضادات الميكروبات السطحية المقايسة وفقا ISO 22196:2007 بعد 24 ساعة من الحضانة س المذهبة و كولاي (عامل التخفيف من 10-4). ج من البكتيريا قادرة على البقاء استردادها من القرص التحكم بعد 24 ساعة حضانة. <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig4v3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
مصممة فقدان الصلاحية (%) حسب المعادلة (2) و (3) كما هو مبين في هذا البروتوكول (انظر الشكل 5).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig5v2.jpg"> الرقم 5: فقدان الصلاحية بأسلوب الاتصال- ويبين هذا الفريق فقدان الصلاحية (%) M1 و M2 M3 M4 ضد س المذهبة و كولاي على أسطح المواد. أظهرت العينة M1 أي نشاط مضادات الميكروبات. <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig5v2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
ومع ذلك، لم يستطع تعوق نمو الخميرة المبيضات البيض بطريقة الاتصال أما (الصور لا تظهر) أي المواد 4. ولذلك، 3 من هذه المواد المتقدمة 4 أظهرت نتائج إيجابية مضادات الميكروبات ضد الجراثيم إيجابية وسلبية الغرام وهكذا يمكن أن تكون مفيدة جداً للعديد من تطبيقات الهندسة الحيوية مع متطلبات عالية النشاط المضاد للبكتيريا. ومع ذلك، لم يستطع تعوق نمو الخميرة أي المواد 4.

Watch this Scientific Journal Video about Antimicrobial Characterization of Advanced Materials for Bioengineering Applications at JoVE.com

Antimicrobial Characterization of Advanced Materials for Bioengineering Applications

نقدم بروتوكول لتوصيف المواد المتطورة المضادة للميكروبات. هنا، ونشاط مضادات الميكروبات على الأسطح المادية يقاس بطريقتين التي يكمل كل منهما الآخر: واحد يستند إلى اختبار نشر القرص أجار، والآخر إجراء قياسي استناداً إلى المعيار ISO 22196:2007.

مضادات الميكروبات توصيف المواد المتقدمة لتطبيقات الهندسة الحيوية

The development of new advanced materials with enhanced properties is becoming more and more important in a wide range of bioengineering applications. ...

antimicrobial-characterization-advanced-materials-for-bioengineering

Research

JoVE Journal

Bioengineering

21.9K Views.  Universidad Católica de Valencia San Vicente Mártir. نقدم بروتوكول لتوصيف المواد المتطورة المضادة للميكروبات. هنا، ونشاط مضادات الميكروبات على الأسطح المادية يقاس بطريقتين التي يكمل كل منهما الآخر: واحد يستند إلى اختبار نشر القرص أجار، والآخر إجراء قياسي استناداً إلى المعيار ISO 22196:2007.

Video: Antimicrobial Characterization of Advanced Materials for Bioengineering Applications

High-throughput Identification of Bacteria Repellent Polymers for Medical Devices

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as contributing to antimicrobial resistance. One possible avenue for the reduction of device-associated infections is the identification of bacteria-repellent polymer coatings for these devices, which would prevent bacterial binding at the initial attachment step. A method for the identification of such repellent polymers, based on the parallel screening of hundreds of polymers using a microarray, is described here. This high-throughput method resulted in the identification of a range of promising polymers that resisted binding of various clinically relevant bacterial species individually and also as multi-species communities. One polymer, PA13 (poly(methylmethacrylate-co-dimethylacrylamide)), demonstrated significant reduction in attachment of a number of hospital isolates when coated onto two commercially available central venous catheters. The method described could be applied to identify polymers for a wide range of applications in which modification of bacterial attachment is important.

A high-throughput microarray method for the identification of polymers which reduce bacterial surface binding on medical devices is described.

عالية الإنتاجية تحديد البكتيريا البوليمرات طارد للمستلزمات الطبية

Medical devices are often associated with hospital-acquired infections, which place enormous strain on patients and the healthcare system as well as ...

Biomimetic Materials to Characterize Bacteria-host Interactions

Bacterial attachment to host cells is one of the earliest events during bacterial colonization of host tissues and thus a key step during infection. The biochemical and functional characterization of adhesins mediating these initial bacteria-host interactions is often compromised by the presence of other bacterial factors, such as cell wall components or secreted molecules, which interfere with the analysis. This protocol describes the production and use of biomimetic materials, consisting of pure recombinant adhesins chemically coupled to commercially available, functionalized polystyrene beads, which have been used successfully to dissect the biochemical and functional interactions between individual bacterial adhesins and host cell receptors. Protocols for different coupling chemistries, allowing directional immobilization of recombinant adhesins on polymer scaffolds, and for assessment of the coupling efficiency of the resulting &#8220;bacteriomimetic&#8221; materials are also discussed. We further describe how these materials can be used as a tool to inhibit pathogen mediated cytotoxicity and discuss scope, limitations and further applications of this approach in studying bacterial - host interactions.

Bacterial attachment to host cells is a key step during host colonization and infection. This protocol describes the generation of polymer-coupled recombinant adhesins as biomimetic materials which allow analysis of the contribution of individual adhesins to these processes, independent of other bacterial factors.

المواد الجزيئية الحيوية لوصف التفاعلات البكتيريا في استضافة

Bacterial attachment to host cells is one of the earliest events during bacterial colonization of host tissues and thus a key step during infection. The ...

Immunology and Infection

Qualitative and Quantitative Assays for Detection and Characterization of Protein Antimicrobials

Initial evaluations of large microbial libraries for potential producers of novel antimicrobial proteins require both qualitative and quantitative methods to screen for target enzymes prior to investing greater research effort and resources. The goal of this protocol is to demonstrate two complementary assays for conducting these initial evaluations. The microslide diffusion assay provides an initial or simple detection screen to enable the qualitative and rapid assessment of proteolytic activity against an array of both viable and heat-killed bacterial target substrates. As a counterpart, the increased sensitivity and reproducibility of the dye-release assay provides a quantitative platform for evaluating and comparing environmental influences affecting the hydrolytic activity of protein antimicrobials. The ability to label specific heat-killed cell culture substrates with Remazol brilliant blue R dye expands this capability to tailor the dye-release assay to characterize enzymatic activity of interest.

Here, we present protocols to rapidly screen and characterize enzymes for antimicrobial activity. The microslide diffusion assay and the dye-release assay utilize target bacterial substrates for qualitative and quantitative enzymatic activity evaluation.

فحوصات النوعية والكمية للكشف وتوصيف مضادات الميكروبات البروتين

Initial evaluations of large microbial libraries for potential producers of novel antimicrobial proteins require both qualitative and quantitative methods ...

Targeting Biofilm Associated Staphylococcus aureus Using Resazurin Based Drug-susceptibility Assay

Most pathogenic bacteria are able to form biofilms during infection, but due to the difficulty of manipulating and assessing biofilms, the vast majority of laboratory work is conducted with planktonic cells. Here, we describe a peg plate biofilm assay as performed with Staphylococcus aureus. Bacterial biofilms are grown on pegs attached to a 96-well microtiter plate lid, washed through gentle submersion in buffer, and placed in a drug challenge plate. After subsequent incubation they are again washed and moved to a final recovery plate, in which the fluorescent dye resazurin serves as a viability indicator. This assay offers greatly increased ease-of-use, reliability, and reproducibility, as well as a wealth of data when conducted as a kinetic read. Moreover, this assay can be adapted to a medium-throughput drug screening approach by which an endpoint fluorescent readout is taken instead, offering a path for drug discovery efforts.

Targeting Biofilm Associated Staphylococcus aureus Using Resazurin Based Drug-susceptibility Assay

Most bacterial infections produce a biofilm. By virtue of their environment, biofilm associated bacteria are often phenotypically drug resistant. Novel antibacterial molecules that kill bacteria in biofilms are thus a high priority. We establish an assay to quickly screen for antimicrobial compounds that are effective at eradicating biofilms.

استهداف بيوفيلم أسوشيتد<em&gt; المكورات العنقودية الذهبية</em&gt; استخدام ريسازورين استنادا الفحص المخدرات-القابلية

Most pathogenic bacteria are able to form biofilms during infection, but due to the difficulty of manipulating and assessing biofilms, the vast majority ...

A Platform of Anti-biofilm Assays Suited to the Exploration of Natural Compound Libraries

Biofilms are regarded as one of the most challenging topics of modern biomedicine, and they are potentially responsible for over 80% of antibiotic-tolerant infections. Biofilms have displayed an exceptionally high tolerance for chemotherapy, which is thought to be multifactorial. For instance, the matrix provides a physical barrier that decreases the penetration of antibiotics into the biofilm. Also, cells within the biofilms are phenotypically diverse. Likely, biofilm resilience arises from a combination of these and other, yet unknown, mechanisms. All of the currently existing antibiotics have been developed against single-cells (planktonic) bacteria. Therefore, so far, a very limited repertoire of molecules exists that can selectively act on mature biofilms. This situation has driven a progressive paradigm shift in drug discovery, in which searching for anti-biofilms has been urged to occupy a more prominent place. An additional challenge is that there are a very limited number of standardized methods for biofilm research, especially those that can be used for large-throughput screening of chemical libraries. Here, an experimental anti-biofilm platform for chemical screening is presented. It uses three assays to measure biofilm viability (with resazurin staining), total biomass (with crystal violet staining), and biofilm matrix (using a wheat germ agglutinin, WGA-fluorescence-based staining of the poly-N-acetyl-glucosamine, PNAG, fraction). All the assays were developed using Staphylococcus aureus as the model bacteria. Examples of how the platform can be used for primary screening as well as for functional characterization of identified anti-biofilm hits are presented. This experimental sequence further allows for the classification of the hits based upon the measured end-points. It also provides information on their mode of action, especially on long-term versus short-term chemotherapeutic effects. Thus, it is very advantageous for the quick identification of high-quality hit compounds that can serve as starting points for various biomedical applications.

Biofilm infections show high tolerance towards chemotherapy. No single assay captures the complexity of biofilms. Instead, complementary assays are needed. We present a screening platform (developed for S. aureus) that combines assays for viability, biomass, and biofilm matrix. It allows anti-biofilm drug discovery, including the assessment of long-term chemotherapeutic effects.

ومنصة للفحوصات مكافحة بيوفيلم مناسبة لاستكشاف المكتبات مركب طبيعي

Biofilms are regarded as one of the most challenging topics of modern biomedicine, and they are potentially responsible for over 80% of ...

Synthesis of Multi-walled Carbon Nanotubes Modified with Silver Nanoparticles and Evaluation of Their Antibacterial Activities and Cytotoxic Properties

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver MWCNTs were prepared by the reductive deposition of silver from an aqueous solution of AgNO3 on the oxidized MWCNTs. Given the unique color of the CNTs, it was not possible to apply them to the minimum inhibitory concentration or mitochondrial toxicity assays to evaluate the toxicity and antibacterial properties, since they would interfere with the assays. The inhibition zone and minimum bactericidal concentration for the Ag-MWCNTs were measured and Live/Dead and Trypan Blue assays were used to measure the toxicity and antibacterial properties without interfering with the color of the CNTs.

In this study, antimicrobial nanomaterials were synthesized by acidic oxidation of multiwalled carbon nanotubes and subsequent reductive deposition of silver nanoparticles. Antimicrobial activity and cytotoxicity tests were performed with the as-prepared nanomaterials.

توليف للأنابيب النانوية الكربونية متعددة الجدران تعديل مع جسيمات فضة نانوية وتقييم الخصائص السامة للخلايا والأنشطة المضادة للبكتيريا

In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) were treated with an aqueous sulfuric acid solution to form an oxygen-based functional group. Silver ...

Evaluation of Antimicrobial Activities of Nanoparticles and Nanostructured Surfaces In Vitro

The antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces, such as silver, zinc oxide, titanium dioxide, and magnesium oxide, have been explored previously in clinical and environmental settings and in consumable food products. However, a lack of consistency in the experimental methods and materials used has culminated in conflicting results, even amongst studies of the same nanostructure types and bacterial species. For researchers who wish to employ nanostructures as an additive or coating in a product design, these conflicting data limit their utilization in clinical settings. 
To confront this dilemma, in this article, we present four different methods to determine the antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces, and discuss their applicability in different scenarios. Adapting consistent methods is expected to lead to reproducible data that can be compared across studies and implemented for different nanostructure types and microbial species. We introduce two methods to determine the antimicrobial activities of nanoparticles and two methods for the antimicrobial activities of nanostructured surfaces. 
For nanoparticles, the direct co-culture method can be used to determine the minimum inhibitory and minimum bactericidal concentrations of nanoparticles, and the direct exposure culture method can be used to assess real-time bacteriostatic versus bactericidal activity resulting from nanoparticle exposure. For nanostructured surfaces, the direct culture method is used to determine the viability of bacteria indirectly and directly in contact with nanostructured surfaces, and the focused-contact exposure method is used to examine antimicrobial activity on a specific area of a nanostructured surface. We discuss key experimental variables to consider for in vitro study design when determining the antimicrobial properties of nanoparticles and nanostructured surfaces. All these methods are relatively low cost, employ techniques that are relatively easy to master and repeatable for consistency, and are applicable to a broad range of nanostructure types and microbial species.

Evaluation of Antimicrobial Activities of Nanoparticles and Nanostructured Surfaces In Vitro

We introduce four methods to evaluate the antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces using in vitro techniques. These methods can be adapted to study the interactions of different nanoparticles and nanostructured surfaces with a broad range of microbial species.

تقييم الأنشطة المضادة للميكروبات للجسيمات النانوية والأسطح ذات البنية النانوية في المختبر

The antimicrobial activities of nanoparticles and nanostructured surfaces, such as silver, zinc oxide, titanium dioxide, and magnesium oxide, have been ...

Generation of Greater Bacterial Biofilm Biomass using PCR-Plate Deep Well Microplate Devices

Bacterial biofilms are difficult to eradicate from surfaces using conventional antimicrobial interventions. High-throughput 96-well microplate methods are frequently used to cultivate bacterial biofilms for rapid antimicrobial susceptibility testing to calculate minimal biofilm eradication concentration (MBEC) values. Standard biofilm devices consist of polystyrene pegged-lids fitted to 96-well microplates and are ideal for measuring biofilm biomass and MBEC values, but these devices are limited by available peg surface area for biomass accumulation and cost. Here, we outline a protocol to use self-assembled polypropylene 96-well deep well PCR-plate pegged-lid device to grow Escherichia coli BW25113 and Pseudomonas aeruginosa PAO1 biofilms. A comparison of 24-hour biofilms formed on standard and deep well devices by each species using crystal violet biomass staining and MBEC determination assays are described. The larger surface area of deep well devices expectedly increased overall biofilm formation by both species 2-4-fold. P. aeruginosa formed significantly greater biomass/mm2 on deep well pegs as compared to the standard device. E. coli had greater biomass/mm2 on standard polystyrene devices as compared the deep well device. Biofilm eradication assays with disinfectants such as sodium hypochlorite (bleach) or benzalkonium chloride (BZK) showed that both compounds could eliminate E. coli and P. aeruginosa biofilms from both devices but at different MBEC values. BZK biofilm eradication resulted in variable E. coli MBEC values between devices, however, bleach demonstrated reproducible MBEC values for both species and devices. This study provides a high throughput deep well method for growing larger quantities of biofilms on polypropylene devices for downstream studies requiring higher amounts of static biofilm.

This protocol presents methodology to perform biofilm growth and biomass measurements using self-assembled deep well PCR-plate devices for high-throughput 96-well pegged lid static biofilm screening.

توليد كتلة حيوية أكبر من الأغشية الحيوية البكتيرية باستخدام أجهزة الصفائح الدقيقة العميقة للوحة PCR

Bacterial biofilms are difficult to eradicate from surfaces using conventional antimicrobial interventions. High-throughput 96-well microplate methods are ...

<meta charset="utf8"></head><body>أكسيد الجرافين المضاد للبكتيريا / مركبات النحاس النانوية للبكتيريا المقاومة

Fabrication of Antibacterial Graphene Oxide/Copper Nanocomposites

Antibiotics are currently the most used antibacterial treatment for killing bacteria. However, bacteria develop resistance when continually overexposed to antibiotics. Developing&#160;antimicrobial agents that can replace existing antibiotics is essential because antibiotic-resistant bacteria have resistance mechanisms for all current antibiotics and can promote nosocomial infections. To address this challenge, in this study, we propose graphene oxide/copper (GO/Cu) nanocomposites as antibacterial materials that can replace the existing antibiotics. GO/Cu nanocomposites are characterized by transmission electron microscopy and scanning electron microscopy. They show that copper (Cu) nanoparticles are well-grown on the graphene oxide sheets. Additionally, a microdilution broth method is used to confirm the efficacy of the antimicrobial substance against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa), which are frequently implicated in nosocomial infections. Specifically, 99.8% of MRSA and 84.7% of P. aeruginosa are eliminated by 500 &#181;g/mL of GO/Cu nanocomposites. Metal nanocomposites can eradicate antibiotic-resistant bacteria by releasing ions, forming reactive oxygen species, and physically damaging the bacteria. This study demonstrates the potential of antibacterial GO/Cu nanocomposites in eradicating antibiotic-resistant bacteria.

<meta charset="utf8"></head><body>تسليط الضوء على المؤلف: المركبات النانوية المعدنية للقضاء على البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية

Herein, we introduce graphene oxide/copper (GO/Cu) nanocomposites as an antibacterial nanomaterial. The antibacterial effectiveness of the GO/Cu nanocomposites was evaluated against both antibiotic-resistant gram-positive and gram-negative bacteria.

تصنيع أكسيد الجرافين المضاد للبكتيريا / مركبات النحاس النانوية

Antibiotics are currently the most used antibacterial treatment for killing bacteria. However, bacteria develop resistance when continually overexposed to ...

<meta charset="utf8"></head><body> تخليق جسيمات أكسيد الزنك النانوية وتحليل آثارها المضادة للبكتيريا

Preparation of Zinc Oxide Nanoparticles and the Evaluation of their Antibacterial Effects

Nosocomial bacterial infections have become increasingly challenging due to their inherent resistance to antibiotics. The emergence of multidrug-resistant bacterial strains in hospitals has been attributed to the extensive and varied use of antibiotics, further exacerbating the problem of antibiotic resistance. Metal nanomaterials have been widely studied as an alternative solution for eradicating antibiotic-resistant bacterial cells. Metallic nanoparticles attack bacterial cells through various mechanisms, such as the release of antibacterial ions, generation of reactive oxygen species, or physical disruption, against which bacteria cannot develop resistance. Among the actively researched antimicrobial metal nanoparticles, zinc oxide nanoparticles, which are FDA-approved, are known for their biocompatibility and antibacterial properties. In this study, we focused on successfully developing a precipitation method for synthesizing zinc oxide nanoparticles, analyzing the properties of these nanoparticles, and conducting antimicrobial tests. Zinc oxide nanoparticles were characterized using transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS), ultraviolet/visible spectroscopy, and X-ray diffraction (XRD). Antibacterial tests were conducted using the broth microdilution test with the multidrug-resistant strains of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Pseudomonas aeruginosa. This study demonstrated the potential of zinc oxide nanoparticles in inhibiting the proliferation of antibiotic-resistant bacteria.

<meta charset="utf8"></head><body>تسليط الضوء على المؤلف: استكشاف الآثار المضادة للبكتيريا لجسيمات أكسيد الزنك النانوية في التغلب على مقاومة المضادات الحيوية

In this study, zinc oxide nanoparticles were synthesized using a precipitation method. The antibacterial effect of the synthesized particles was tested against multidrug-resistant methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and Pseudomonas aeruginosa bacterial strains.

تحضير جسيمات أكسيد الزنك النانوية وتقييم آثارها المضادة للبكتيريا

Nosocomial bacterial infections have become increasingly challenging due to their inherent resistance to antibiotics. The emergence of multidrug-resistant ...

مضادات الميكروبات توصيف المواد المتقدمة لتطبيقات الهندسة الحيوية

Summary

Explore More Videos

PLAYLIST