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

Los autores desean reconocer la Universidad Católica de Valencia San Vicente Mártir para la ayuda financiera para este trabajo a través de la 001UCV-231-2017 y 2018-231-001UCV becas.

1. preparación de la muestra
<ol><li>Cortar las muestras de material en discos de diámetro de 10 mm con un diámetro de 10 mm perforación cilíndrica. Nota: Materiales frágiles pueden ser ablandados en solventes adecuados estériles durante 1 hora y luego cortar en discos. Por ejemplo, materiales hidrofílicos como alginato de zinc fueron probados siguiendo este protocolo y fueron humedecidos en agua esterilizada antes de cortar para evitar la rotura de la muestra. Sin embargo, otros materiales hidrófobos, como poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) no es necesario ningún tipo de hinchazón anterior para cortar correctamente.</li>
	<li>Los discos de material muestra a 60 ° C en una estufa de vacío en seco (< 10-2 Torr) durante 24 h. Nota: Algunos materiales pueden necesitar una temperatura alta de secado. Sin embargo, es importante no llegar a una temperatura que podría degradar térmicamente el material.</li>
	<li>Medir los espesores de película de material con un calibrador digital. Nota: Este protocolo recomienda la utilización de películas materiales con espesores constantes y similares cuando se comparó la actividad antimicrobiana de diferentes materiales.</li>
	<li>Esterilizar a cada muestra por inmersión en etanol 70% durante 10 minutos y posterior radiación ultravioleta (UV) durante 1 hora por cada lado. Nota: La radiación UV puede realizarse colocando a cada muestra en una placa Petri estéril dentro de una campana de flujo laminar con una lámpara W 12.0 de radiación UV-C. PRECAUCIÓN: Los investigadores deben no exponerse a la radiación UV, porque es mutagénico.</li>
	<li>Realice los pasos 1.1, 1.2, 1.3 y 1.4. con los discos de material de control. Nota: Polietileno tereftalato (PET) o materiales alternativos no antimicrobiano podrían utilizarse como discos de control en el método de difusión y contacto. Además, al caracterizar nanocompuestos o materiales tratados, el material base puede usarse como material de control.</li>
</ol>2. recomendadas microorganismos
Nota: Se recomienda el uso de 3 diferentes microorganismos para estudiar la capacidad antimicrobiana del material probado contra una amplia gama de microorganismos.
<ol><li>Uso de cultivos puros de 3 microorganismos: las bacterias Gram-positivas Staphylococcus aureus, bacteria gram negativa Escherichia coliy la levadura Candida albicans. Nota: Otras especies de microorganismos se pueden también probar con este protocolo mediante la modificación de las condiciones de incubación, si es necesario. PRECAUCIÓN: Deben seguirse las medidas de bioseguridad necesarias según el tipo de microorganismos empleados en el presente Protocolo.</li>
	<li>Trabajar con el material previamente estéril o en autoclave y use un mechero de Bunsen durante todo el proceso de la manipulación microbiana o un gabinete de seguridad biológica (si es necesario) para asegurar condiciones de asepsia. Nota: Condiciones de autoclave recomendado son 121 ° C durante 15 minutos para medios de cultivo y 121 ° C durante 20 min para el material de trabajo y residuos biológicos.</li>
</ol>3. agar prueba de difusión de disco (método de difusión)
Nota: Cuando una líquido difusión de compuestos antimicrobianos podría ser el principal mecanismo antimicrobiano de los materiales avanzados, el método de difusión puede proporcionar información muy útil sobre la capacidad antimicrobiana de estos materiales. El disco de material ubicado en el centro de la placa de agar puede formar una zona transparente anillo (halo) donde se produce una inhibición del crecimiento de los microorganismos después de 24 h de cultivo (ver figura 1).
<ol><li>
Procedimiento de la prueba de difusión
	<ol>
<li>Preparar y autoclave peptona soya agar (TSA) siguiendo las instrucciones del fabricante.</li>
		<li>Vierta la TSA en placas de Petri estériles en condiciones asépticas utilizando un mechero Bunsen o una campana de flujo laminar. Nota: Las placas TSA deben ser 4 – 6 mm de espesor.</li>
		<li>Cultura de los diferentes microorganismos prueba aeróbica de 18 – 24 h en las cajas Petri con TSA en una incubadora a 37 ° C.</li>
		<li>Preparar y caldo de soja tríptica de autoclave (TSB) siguiendo las instrucciones del fabricante.</li>
		<li>Vierta el TSB en un tubo de centrífuga previamente esterilizadas de 50 mL con una pipeta serológica previamente esterilizada bajo condiciones asépticas utilizando un mechero Bunsen o una campana de flujo laminar.</li>
		<li>Vuelva a suspender unas cuantas colonias de paso 3.1.3 en 25 mL de TSB contenida en un tubo de centrífuga estéril utilizando un hisopo de algodón estéril y agitar por 1 minuto lograr una mezcla uniforme.</li>
		<li>Ajustar la absorbancia (a 540 nm) de la cultura con un espectrofotómetro para el número adecuado de colonias formando unidades (UFC) por mL: aproximadamente 1.5 x 108 UFC/mL para las bacterias y de 1 x 106 a 5 x 106 UFC/mL de levaduras. Nota: Los volúmenes cultura y cubeta para medir la absorbancia deben seleccionarse según el tipo de espectrofotómetro utilizado.</li>
		<li>Vórtice el caldo microbiano durante 5 segundos para mejorar la dispersión del microorganismo y brevemente sumerja un hisopo de algodón estéril en la suspensión microbiana. Retirar el exceso de líquido de la torunda presionando contra la pared del tubo que contiene la cultura.</li>
		<li>Uniformemente la raya la suspensión de caldo microbiano con la torunda de algodón estéril sobre la superficie de las placas TSA en 3 planos para cubrir su superficie con el microorganismo y déjelo secar durante 5 minutos después de la inoculación. Nota: Para quitar cualquier humedad, las placas TSA deben colocarse abiertas en una posición invertida a 37 ° C durante 10-15 min antes de la inoculación.</li>
		<li>Esterilizar un par de pinzas por la inmersión de ellos en un vaso de precipitado con etanol 96% y luego les llamas con un quemador de alcohol o mechero Bunsen.</li>
		<li>Coloque los discos de muestra para prueba y control de disco en el centro de las placas TSA con el par de pinzas estériles.</li>
		<li>Incubar aeróbicamente las placas TSA en una posición invertida a 37 ° C durante 24 h. Nota: Para evitar cualquier riesgo de contaminación, se recomienda incubar las placas TSA en una posición invertida. Sin embargo, si el disco de la muestra se desprende de las placas TSA, no realice este paso en una posición invertida. En este caso, se recomienda secar las placas en la campana de flujo laminar. Este ensayo antimicrobiano debe realizarse por lo menos en quadriplicate en días diferentes para asegurar la reproducibilidad.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Comprobación de la pureza y concentración de la suspensión microbiana Nota: Los siguientes pasos son necesarios para comprobar que la concentración microbiana determinada con el espectrofotómetro en paso 3.1.7 es correcto y asegurarse de que no había ninguna contaminación microbiana ambiental. Una contaminación ambiental microbiana puede ser fácilmente detectada por la aparición de varios tipos de colonias microbianas después de 24 h de cultivo. Además, no hay contaminación microbiana del medio TSB durante su manipulación en las diluciones seriadas decimales debe garantizarse con una placa de control TSB negativa.<ol>
<li>Dispensar el TSB estéril (preparado en el paso 3.1.4) en tubos de microcentrífuga estéril utilizando una micropipeta con puntas esterilizadas adecuados en condiciones asépticas. Uno de ellos será utilizado como un control negativo de la TSB.</li>
		<li>Realizar diluciones seriadas decimales con la suspensión del caldo microbiano utilizada en paso 3.1.9 en los tubos de microcentrífuga estéril con TSB.</li>
		<li>Extensión 100 μl de cada dilución en placas de TSA con una espátula de Drigalski preesterilizada o un instrumento alternativo. Extensión también 100 μL de medio TSB sin microorganismo (preparado en el paso 3.2.1) sobre una placa TSA como una placa de control TSB negativa.</li>
		<li>Incubar aeróbicamente las placas TSA aeróbicamente a 37 º C durante 24 h.</li>
		<li>Contar el número de colonias para verificar que las UFC/mL son similares a los que se determinó en el paso 3.1.7.</li>
		<li>Compruebe que no hay contaminación ambiental microbiana en las placas TSA con un único tipo de colonias.</li>
		<li>Compruebe que no hay ninguna contaminación microbiana de la placa de control negativo de TSB no mostrando colonias</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. medición de la actividad antimicrobiana de superficies (método de contacto)
 Nota: Cuando la superficie de contacto puede ser el principal mecanismo antimicrobiano de algunos materiales avanzados, el método de contacto puede proporcionar información muy útil sobre la capacidad antimicrobiana de estos materiales. En este método, los microorganismos se colocan directamente sobre la superficie del material y su inhibición de crecimiento puede ser determinada después de una cierta cantidad de tiempo.
<ol><li>
Procedimiento inicial
	<ol>
<li>Preparar y autoclave TSB siguiendo las instrucciones del fabricante.</li>
		<li>Vierta el TSB en un tubo de centrífuga previamente esterilizadas de 50 mL con una pipeta serológica previamente esterilizada bajo condiciones asépticas utilizando un mechero Bunsen o una campana de flujo laminar.</li>
		<li>Cultura los microorganismos diferentes a probarse aeróbicamente durante la noche en el tubo con TSB en un agitador orbital (140 rpm) a 37 ° C.</li>
		<li>Diluir la cultura durante la noche en 20 mL de TSB en un tubo de centrífuga previamente esterilizadas de 50 mL a una concentración de aproximadamente 106 UFC/mL (determinado con un espectrofotómetro a 540 nm). Nota: Los volúmenes cultura y cubeta para medir la absorbancia deben seleccionarse según el tipo de espectrofotómetro utilizado.</li>
		<li>Realizar diluciones decimales seriadas de esta cultura en tubos estériles de microcentrífuga con TSB. Extensión 100 μl del cultivo en placas de TSA e incubar aeróbicamente a 37 º C durante 24 h.</li>
		<li>Contar el número de colonias para asegurar una concentración celular inicial de aproximadamente 1 x 106 UFC/mL</li>
		<li>Colocar 4 discos de control para el recuento microbiano después de 24 h y 4 discos de muestra de cada tipo de los materiales probados para el recuento microbiano después de 24 h en separa pocillos de una placa de 48 pozos estéril.</li>
		<li>Pipetear 150 μL de la suspensión microbiana en cada superficie de disco.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Microbiana con el control y prueba de materiales (después de 24 h)
	<ol>
<li>Después de paso 4.1.6, incubar aeróbicamente los 4 discos de muestra en la placa de la pozo 48 a 37 ° C durante 24 h. Nota: Este tiempo de incubación de 24 h puede ser modificado para estudiar la inhibición del crecimiento en épocas de mayor o menos.</li>
		<li>Después de 24 h de incubación, pipetear 850 μl de PBS estéril sobre la superficie de los 4 discos de muestra y se mezcla con 150 μL de la suspensión microbiana.</li>
		<li>Para obtener la mezcla de suspensión microbiana/PBS y cada disco de la placa de 48 pozos y transferirlos a un tubo de 10 mL previamente esterilizados.</li>
		<li>Vórtice la mezcla de suspensión microbiana/PBS y cada disco por 1 min, someter a ultrasonidos lo a 50 Hz por 5 min y agitar nuevamente durante 1 minuto asegurar que no hay microorganismos viables adherido a la superficie del material.</li>
		<li>Realizar diluciones seriadas decimales de cada cultura sonicación en tubos de microcentrífuga estéril conteniendo TSB y difundir 100 μl del cultivo en placas de TSA e incubar aeróbicamente a 37 º C durante 24 h.</li>
		<li>Contar el número de colonias, que son el número de microorganismos viables en cada superficie de disco de muestra y control. Expresar este número de células viables (UFC/ml).</li>
		<li>Tomar una fotografía de la cultura microbiana final para la muestra y control.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Análisis de resultados antimicrobianos
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig1.jpg"> Figura 1: medidas para el ancho normalizado de los antimicrobianos "halo". Este panel muestra el diámetro de la zona de inhibición (diz) y el diámetro del disco (d). <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<ol><li>
Análisis de resultados método de difusión
	<ol>
<li>Medir el diámetro de la zona de inhibición (diz) y el diámetro del disco (d) (ver figura 1) con un calibrador digital. Nota: La inhibición de la zona o antimicrobiano "halo" se forma como consecuencia de la inhibición de crecimiento microbiano producida por el disco material antimicrobiano (ver figura 1). Es posible observar que existe una zona transparente anillo cerca de la muestra en comparación con el resto de la placa donde los microorganismos han crecido adecuadamente (zona opaca).</li>
		<li>Determinar el ancho normalizado de los antimicrobianos "halo" (nwhalo) de cada disco, aplicando la ecuación (1). (1)<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57710/57710eq1.jpg">
</li>
		<li>Determinar la media y desviación estándar del ancho normalizado de los valores de nwhalo antimicrobiana "halo" con el 4 determinado de cada muestra.</li>
		<li>Tomar una fotografía de la cultura microbiana final con el disco de material. Nota: El diámetro de la zona de inhibición (diz) y el diámetro del disco (d) se pueden también medir de la fotografía tomada en el paso 5.1.4 mediante el uso de un software de procesamiento de imágenes adecuado.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Análisis de resultados del método de contacto
	<ol>
<li>Determinar el número de microorganismos viables recuperadas según la ecuación (2). (2)<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57710/57710eq2.jpg"> Nota: Aquí, N es el número de microorganismos viables recuperadas por cm2 por probeta; C es el número de placa; D es el factor de dilución; A es la superficie de la probeta en cm2 con el diámetro del disco de muestra.</li>
		<li>Determinar la pérdida de viabilidad (LV) para reflejar la inhibición del crecimiento celular mediante la aplicación de la ecuación (3). (3)<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57710/57710eq3v3.jpg"> Nota: Aquí, C es el número de microorganismos viables (N) promedio de UFC/mL•cm2, recuperado de los ejemplares de control después de 24 h; S es el número de microorganismos viables (N) en UFC/mL•cm2, recuperado de las probetas después de 24 h.</li>
		<li>Determinar la media y desviación estándar de la pérdida de viabilidad con los 4 valores LV(%) determinados de cada muestra.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<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>

Los autores no tienen nada que revelar.

La actividad antimicrobiana de los nuevos materiales avanzados puede ser analizada por este protocolo de fácil-a-sigue consistiendo en 2 procedimientos complementarios basados en los métodos existentes 2: la difusión de discos de agar prueba38 y la actividad antimicrobiana se mide en superficies según la ISO 22196:2007 norma39.
En este campo de investigación, muchos de los ensayos antimicrobianos divulgados en la literatura dependen en gran ensayo. Por lo tanto, es muy importante haber detallado y coherente protocolos en lugar a través de laboratorios. Este artículo es un paso en esa dirección. Además, podría ser muy útil para muchos de los investigadores menos experimentados en este campo y requieren procedimientos detallados, paso a paso a seguir para obtener resultados precisos.
Este protocolo puede utilizarse con muchos tipos de materiales recortados en formas de disco de 10 mm de diámetro. Materiales frágiles pueden estar inflamados en un solvente adecuado para 1 h hacer más fácil el proceso de corte. Así, materiales hidrofílicos tales como los alginatos pueden ser hidratados en agua destilada esterilizada. Pueden emplearse otros disolventes como etanol, cetonas, diclorometano, a hincharse materiales hidrofóbicos para 1 h antes de cortarlos. Sin embargo, algunos materiales como el poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) no es necesario estar inflamados y puede cortar directamente. Después de eso, es muy importante secar los discos de material de muestra en un horno de vacío y esterilizar cada muestra con etanol y la radiación UV durante 1 hora para evitar cualquier riesgo de contaminación.
Este protocolo recomienda TSA y TSB como medios de cultivo y el uso de cultivos puros de 3 microorganismos para llegar a una amplia gama de microorganismos: bacterias Gram positivas Staphylococcus aureus, bacteria gram negativa Escherichia coli, y la levadura Candida albicans. Sin embargo, medios de cultivo alternativos y otros microorganismos necesitan condiciones de incubación diferentes podrían usarse con este protocolo. A veces, solamente 1 microorganismo es probado para tener una idea inicial de la actividad antimicrobiana de un nuevo material.
Los materiales que muestra fuerte actividad antimicrobiana contra los 3 recomendados diferentes tipos de microorganismos también deben ser evaluados contra patógenos resistentes a los antibióticos como la meticilina-resistente Staphylococcus epidermidis (MRSE), que se han utilizado con éxito con este protocolo. Otros importantes microorganismos resistentes a los medicamentos que están causando mucha preocupación están el gram-positivas resistentes a la meticilina Staphylococcus aureus (MRSA) y vancomicina-resistente Enterococci (VRE) y las Gram-negativas Pseudomonas aeruginosa40,41.
Inhibición de la biopelícula y la actividad antimicrobiana de materiales frente a otros tipos de microorganismos tales como virus y parásitos no pueden analizarse con este protocolo. Sin embargo, este protocolo proporciona un punto de partida muy útil para un estudio de antimicrobiano de un nuevo material avanzado.
En la prueba de difusión de discos de agar antimicrobianos, un paso crucial se produce cuando el disco de muestra debe colocarse en el centro de la placa porque algunos materiales doblan tan pronto como consiguen en contacto con los medios de agar. En este caso, se recomienda utilizar un par estéril de pinzas para desplegar cuidadosamente la muestra. Por otra parte, en el método de contacto, es fundamental para el control de lavado y discos de muestra muy bien con PBS mediante pipeteo les cuatro veces seguida por una vigorosa Vortex y sonicación para asegurarse de que no hay microorganismos viables permanecen adheridos al material superficie.
Este protocolo de video puede ser utilizado en muchas aplicaciones de bioingeniería, tales como ingeniería de bioprocesos, ingeniería de tejidos, el suministro de medicamentos controlados, materiales de empaque, tratamiento de aguas residuales y agricultura, que uso en biomateriales con un muy capacidad antimicrobiana deseable.
Los resultados obtenidos con este protocolo son cualitativos (las imágenes) y cuantitativo (el ancho normalizado de lo antibacteriano "halo" y la pérdida de viabilidad) con un buen análisis de la reproducibilidad (media ± desviación estándar). Al comparar diferentes materiales, estos valores medios obtenidos con el análisis de resultados método de difusión y contacto deben ser analizados por ANOVA unidireccional, seguido por el análisis post hoc de la de Turquía, para estudiar si son, estadísticamente, significativamente diferentes (p < 0.01).

Fracaso del implante es a menudo una consecuencia de las infecciones microbianas que se producen a pesar de la profilaxis antimicrobiana y las condiciones de trabajo aséptico. Este problema está causando costos médicos muy altos y es penoso entre pacientes1. Importante de bacterias como Staphylococcus aureus , actualmente se consideran muy peligrosos patógenos en infecciones nosocomiales asociadas a catéteres y otros implantes médicos y son los principales contaminantes de instrumentos médicos2. Por lo tanto, el desarrollo de nuevas estrategias antimicrobianas es urgente para uso cotidiano y médico.
Agentes antimicrobianos incluyen antibióticos3, compuestos de amonio cuaternario4, óxidos de iones metal5y péptidos antimicrobianos (AMPs)6. Antibióticos poco a poco son cada vez menos eficientes debido a la resistencia bacteriana7, que va en aumento debido al uso excesivo de antibióticos8. Compuestos de amonio cuaternario sólo son muy eficientes para un uso a corto plazo debido a la resistencia microbiana9. Óxidos de iones metal durante mucho tiempo se han utilizado como agentes antimicrobianos muy eficaces y se utilizan en muchos productos comerciales comunes, incluyendo vendas, filtros de agua, pinturas, etc.10,11,12. Sin embargo, se ha demostrado que estos tipos de compuestos pueden ser tóxicos para algunos tipos de células de mamíferos13.
Amperios muestran excelente antimicrobiano e inmunomoduladores propiedades14,15, y las bacterias parecen que resulta muy difícil desarrollar una resistencia contra ellos16. Sin embargo, el proceso para producir puros amperios es caro; por lo tanto, una producción a gran escala no es viable. Por lo tanto, estrategias para contrarrestar los problemas en la producción de amplificadores han sido desarrollan (por ejemplo, peptoid antibacteriano molecular pequeño imita17, peptoides18, péptidos α19 y péptidos β20). Polypeptoids y metacrilato de-terminado de polipéptidos han sido sintetizados para antimicrobianos y antifouling recubrimientos21.
El desarrollo de nuevos antimicrobianos como materiales avanzados en puro o forma híbrida, capaz de prevenir y tratar las infecciones multirresistentes, es cada vez más necesario. Una amplia gama de nuevos materiales avanzados para muchos campos de la bioingeniería como ingeniería de bioprocesos y tejidos se han desarrollado con propiedades químicas y físicas mejoradas en las últimas décadas a través de varios métodos: polimerización plasma injerto en un sustrato hidrofóbico22,23,24, sastrería de reticulación densidad25,26, polimerización en solución27,28,29 , 30, porogen disolución31,32y la incorporación de nanomateriales como grafeno óxido (ir)33,34,35,36 y carbono de nanofibras (CNFs)37.
El estudio de la capacidad antimicrobiana de estos nuevos materiales podría aumentar exponencialmente su potencial aplicabilidad de bioingeniería y, por lo tanto, es esencial. Presentamos un protocolo fácil de seguir para cuantificar la actividad antimicrobiana de estos nuevos materiales avanzados. Aquí, después de la preparación de la muestra, se siguen dos métodos complementarios: el primero se basa en el agar disco difusión prueba38 (método de difusión) y la segunda se basa en la ISO 22196:2007 norma39 para medir la actividad antimicrobiana en superficies (método de contacto).

<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

El desarrollo de nuevos materiales avanzados con propiedades mejoradas se está convirtiendo en cada vez más importante en una amplia gama de aplicaciones de la bioingeniería. Así, muchos biomateriales novedosos se están diseñando para simular entornos específicos para aplicaciones biomédicas tales como ingeniería de tejidos y el suministro de medicamentos controlados. El desarrollo de materiales con propiedades mejoradas para la inmovilización de células o enzimas también es un tema actual de investigación en ingeniería de bioprocesos. Sin embargo, una de las propiedades más deseables de un material en estas aplicaciones es la capacidad antimicrobiana para evitar cualquier infección indeseables. Para esto, presentamos, fácil de seguir los protocolos para la caracterización antimicrobiana de materiales basados en (i) la prueba de difusión de discos de agar (método de difusión) y (ii) la norma ISO 22196:2007 para medir la actividad antimicrobiana en superficies (contacto método). Este protocolo debe realizarse utilizando bacterias Gram-positivas y gram negativas y levaduras para cubrir una amplia gama de microorganismos. Por ejemplo, 4 materiales con diferentes naturalezas químicas son probados siguiendo este Protocolo contra Staphylococcus aureus, Escherichia coliy Candida albicans. Los resultados de estas pruebas exhiben actividad antimicrobiana no para el primer material y aumentar la actividad antibacteriana contra bacterias Gram positivas y gram-negativas para los otros 3 materiales. Sin embargo, ninguno de los 4 materiales son capaces de inhibir el crecimiento de Candida albicans.

Este protocolo fue empleado, por ejemplo, para probar la capacidad antimicrobiana de 4 materiales con diferentes naturalezas químicas contra los 3 recomienda microorganismos: Staphylococcus aureus, Escherichia coliy Candida albicans . Los resultados de las pruebas de difusión del disco de agar (método de difusión) mostraron actividad antimicrobiana no para el primer material (M1) como ocurrió en el disco de control (C, no se muestra imagen) y el aumento de actividad antibacteriana contra bacterias grampositivas y gramnegativas bacterias de los otros 3 materiales M2, M3 y M4 (ver figura 2).
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig2.jpg"> Figura 2: resultados del método de difusión antimicrobiana. Este panel muestra el método de difusión antimicrobiana para los 4 materiales (M1, M2, M3 y M4) discos (diámetro 10 mm x 1 mm de espesor) contra S. aureus y e. coli después de 24 h de incubación. <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
La figura 3 muestra los anchos normalizados de los antimicrobianos "halo" (nwhalo) para el ejemplo diferentes materiales M1, M2, M3 y M4 contra bacterias Gram positivas y gram-negativos calculado con la ecuación (1). Sin embargo, ninguno de los 4 materiales fueron capaces de inhibir el crecimiento de la levadura Candida albicans (imágenes que no se muestran).
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig3v2.jpg"> Figura 3: resultados de "Halo" de difusión antimicrobiana. Este panel muestra el normalizado "halo" (nwhalo) para cada material (M1, M2, M3 y M4) en disco (diámetro 10 mm x 1 mm de espesor) contra S. aureus y e. coli después de 24 h de incubación. Las diferencias son estadísticamente significativas (p < 0.01). Sin embargo, muestra M1 exhibió ninguna actividad antimicrobiana. <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig3v2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Los resultados del método contacto también exhibieron actividad no antimicrobiano para el primer material (M1) como ocurrió en el disco de control (C) y aumento de la actividad antibacteriana contra Grampositive y bacterias Gram-negativas para los otros 3 materiales (véase Figura 4).
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig4v3.jpg"> Figura 4: antimicrobianos resultados método de contacto. Este panel muestra las placas respectivas de 90 mm de 4 materiales (M1, M2, M3 y M4) actividad antimicrobiana superficie ensayo según la ISO 22196:2007 después de 24 h de incubación para S. aureus y e. coli (factor de dilución de 10-4). C es la bacteria viable recuperada desde el disco de control después de 24 h de incubación. <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig4v3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
La pérdida de viabilidad (%) se determinó por la ecuación (2) y (3) como se indica en el presente Protocolo (ver figura 5).
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig5v2.jpg"> Figura 5: pérdida de viabilidad por método de contacto. Este panel muestra la pérdida de viabilidad (%) de M1, M2, M3 y M4 frente a S. aureus y e. coli en las superficies materiales. Muestra M1 no exhibió ninguna actividad antimicrobiana. <a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig5v2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
Sin embargo, ninguno de los 4 materiales fueron capaces de inhibir el crecimiento de la levadura Candida albicans por el método de contacto o (imágenes que no se muestra). Por lo tanto, 3 de estos 4 materiales avanzados demostró resultados positivos antimicrobianos contra bacterias Gram positivas y gram-negativas y así podría ser muy útil para muchas aplicaciones de Bioingeniería con requerimientos de alta actividad antibacteriana. Sin embargo, ninguno de los 4 materiales fueron capaces de inhibir el crecimiento de la levadura.

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

Presentamos un protocolo para la caracterización antimicrobiana de materiales avanzados. Aquí, la actividad antimicrobiana en superficies de material se mide mediante dos métodos que se complementan: uno se basa en la prueba de difusión de discos de agar, y el otro es un procedimiento estándar basado en la norma ISO de 22196:2007.

Caracterización antimicrobiana de materiales avanzados para aplicaciones de bioingeniería

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 vistas.  Universidad Católica de Valencia San Vicente Mártir. Presentamos un protocolo para la caracterización antimicrobiana de materiales avanzados. Aquí, la actividad antimicrobiana en superficies de material se mide mediante dos métodos que se complementan: uno se basa en la prueba de difusión de discos de agar, y el otro es un procedimiento estándar basado en la norma ISO de 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.

De alto rendimiento de identificación de bacterias polímeros repelentes para dispositivos médicos

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

Investigación

Bioingeniería

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.

Materiales biomiméticos para caracterizar las interacciones bacteria-huésped

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 ...

Inmunología e Infección

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.

Los ensayos cualitativos y cuantitativos para la detección y caracterización de proteínas de antimicrobianos

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.

Orientación de Biofilm Asociadas<em&gt; Staphylococcus aureus</em&gt; Uso de Ensayo de susceptibilidad a fármacos Basado resazurina

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.

Una plataforma de ensayos anti-biopelícula Adecuado para la Exploración de bibliotecas de compuestos naturales

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.

Síntesis de nanotubos de carbono multipared modificados con nanopartículas de plata y la evaluación de sus actividades antibacterianas y propiedades citotóxicas

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.

Evaluación de las actividades antimicrobianas de nanopartículas y superficies nanoestructuradas in vitro

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.

Generación de mayor biomasa de biopelícula bacteriana utilizando dispositivos de microplacas de pozo profundo de placas 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>Nanocompuestos antibacterianos de óxido de grafeno/cobre para bacterias resistentes

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>Autor destacado: Nanocompuestos metálicos para eliminar bacterias resistentes a los antibióticos

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.

Fabricación de nanocompuestos antibacterianos de óxido de grafeno/cobre

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

<meta charset="utf8"></head><body> Síntesis de Nanopartículas de Óxido de Zinc y Análisis de sus Efectos Antibacterianos

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>Autor destacado: Explorando los efectos antibacterianos de las nanopartículas de óxido de zinc en la superación de la resistencia a los antibióticos

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.

Preparación de nanopartículas de óxido de zinc y evaluación de sus efectos antibacterianos

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

Caracterización antimicrobiana de materiales avanzados para aplicaciones de bioingeniería

Resumen

Explorar más videos

PLAYLIST