Name: antimicrobial characterization of advanced materials for bioengineering applications
Uploaded: 2018-08-04T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 8 s
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作者はバレンシア ・ カトリカ大学サン ビセンテ サンペドロマルティル山脈 2017 231 001UCV を通じてこの仕事のための金融支援を認識したいし、2018-231-001UCV を与えます。

1. サンプル準備
<ol><li>円筒パンチ直径 10 mm の 10 mm 径ディスクに物質的なサンプルをカットします。 注: 脆性材料することができます 1 時間適切な無菌溶剤で軟化し、ディスクにカットします。たとえば、亜鉛アルギン酸など親水性材料はこのプロトコルを次にテストされた、サンプルの破壊を避けるためにそれらを切断する前にオートクレーブ処理した水で潤った。ただし、poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) など他の疎水性材料には正しくカットするために以前腫れの任意の種類の必要はありません。</li>
	<li>真空オーブンで 60 ° C でサンプル素材ディスクを乾燥 (< 10-2 Torr) 24 時間。 注: いくつかの材料は、高い乾燥温度を必要があります。ただし、材料が低下する可能性があります熱温度に達することが重要です。</li>
	<li>デジタル ノギスで基材フィルムの厚さを測定します。 メモ: 異なる材料の抗菌活性を比較するとき、このプロトコルは定数と同様の厚みをもつ膜の利用を推奨します。</li>
	<li>各試験片をエタノール 10 分 70%、その後紫外線 (UV) 各側面ごとに 1 時間の浸漬で滅菌します。 注: 紫外線は UV-C 放射の 12.0 W ランプと層流フードの内部の滅菌シャーレに各試験片を置く実行できます。 注意: 研究者公開しないでください彼ら自身、紫外線に変異原性です。</li>
	<li>1.1、1.2、1.3 と 1.4 の手順に従います。制御材料ディスク。 注: ポリエチレンテレフタル酸塩 (ペット) または代わりとなる非抗菌材料は、拡散や接点方式で制御ディスクとして使用することができます。さらに、ナノ複合体または扱われた材料を特性評価する際、基材は制御材料として使用ください。</li>
</ol>2. 推奨微生物
注: 幅広い微生物に対してテスト済みの素材の抗菌能力を研究する 3 の異なる微生物の使用をお勧めします。
<ol><li>3 微生物の純粋培養を使用: グラム陽性菌の黄色ブドウ球菌、大腸菌、グラム陰性の細菌、カンジダ酵母。 注: 他の微生物種もテストできますこのプロトコルで必要に応じて培養条件を変更することによって。 注意: このプロトコルで採用されている微生物の種類によって必要なバイオ計測を従う必要があります。</li>
	<li>あらかじめ滅菌またはオートクレーブ材料と無菌条件を確保する (必要に応じて) 微生物操作または生物学的安全キャビネットの全体のプロセスの中にはブンゼン バーナーの使用します。 注: 推奨されるオートクレーブ条件働き材料および生物学的残基の 20 分間文化媒体の 121 ° C 15 分間 121 ° C をします。</li>
</ol>3. 寒天ディスク拡散試験 (拡散法)
注: 抗菌化合物の液相拡散は、先端材料の主要な抗菌メカニズムかもしれない場合は、これらの材料の抗菌能力について非常に有用な情報が拡散法で提供できます。寒天プレートの中央にある材料のディスクは、微生物に対する増殖阻害が文化の 24 h 後発生します透明リング ゾーン (ハロー) を形作ることができる (図 1参照)。
<ol><li>
拡散テストの手順
	<ol>
<li>準備とオートクレーブ トリプシン大豆寒天 (TSA) を製造元の指示に従って。</li>
		<li>TSA をブンゼン バーナーまたは層流フードを用いた無菌条件下で滅菌シャーレに注ぎ。 注: TSA プレートは 4-6 mm の厚さである必要があります。</li>
		<li>37 ° C でインキュベーターで TSA ペトリ皿で 18-24 h 好をテストする別の微生物を文化します。</li>
		<li>準備とオートクレーブ トリプシン大豆スープ (TSB) 製造元の指示に従います。</li>
		<li>TSB をブンゼン バーナーまたは層流フードを用いた無菌条件下で殺菌済み血清ピペット 50 mL 殺菌済みの遠心管に注ぐ。</li>
		<li>滅菌綿棒と渦を使用して滅菌遠心管に含まれる TSB の 3.1.3 で 25 mL のステップからの少数のコロニーを再停止しなさい均一な混合を達成するために 1 分のためにそれら。</li>
		<li>吸光度を調整 (540 nm) mL あたり単位 (CFU) を形成するコロニーの適切な数を分光光度計と文化の: 約 1.5 × 108 CFU/mL の細菌と 1 x 106 5 × 106 CFU/mL 酵母から。 注: 吸光度を測定する文化とキュベット ボリュームは、分光光度計活用の種類に応じて選択する必要があります。</li>
		<li>渦を 5 秒間微生物分散を改善し、簡単にこの菌懸濁液の滅菌綿棒を水没微生物のスープ。綿棒の文化を含む管壁に対してそれを押すことによって液体の超過分を削除します。</li>
		<li>微生物と彼らの全体の表面をカバーし、接種後 5 分で乾燥させる 3 平面で TSA プレートの表面に滅菌綿棒で微生物液懸濁液を均等に連勝します。 注: する水分を除去する、TSA プレート必要があります配置するオープン接種前に 10-15 分の 37 ° C で逆位置に。</li>
		<li>96% のエタノールをビーカーでそれらを浸すと、ブンゼン バーナー、アルコール バーナーとそれらを燃えるようなピンセットのペアを滅菌します。</li>
		<li>テストを行い、滅菌ピンセットのペアを使用して TSA プレートの中央にディスクを制御するサンプル ディスクを配置します。</li>
		<li>24 h の 37 ° C で倒立位置で TSA プレート好孵化させなさい。 注: 任意の汚染のリスクを避けるためにお勧め倒立位置で TSA プレートをインキュベートします。ただし、サンプル ディスク TSA プレートから切り離すと場合、この手順を逆位置に実行しないでください。この場合、層流フードの版を乾燥することをお勧めします。この抗菌性試験は再現性を確保するため別の日に quadriplicate で少なくとも実行する必要があります。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
菌懸濁液濃度・純度の確認 注: 次の手順がステップ 3.1.7 に分光光度計での微生物濃度が正しいことを確認し、微生物汚染がないことを確認するために必要です。文化の 24 h 後各種微生物コロニーの出現によって、微生物汚染を簡単に検出できます。さらに、否定的な TSB コントロール プレート シリアル希釈操作中に TSB 培地の微生物汚染を保障されなければなりません。<ol>
<li>無菌条件で適したオートクレーブ ヒントにマイクロ ピペットを使用して滅菌マイクロ遠心チューブ用に滅菌 TSB (3.1.4 の手順で準備) を調剤します。それらの 1 つは否定的な TSB コントロールとして使用されます。</li>
		<li>TSB を含む滅菌マイクロ遠心チューブ用のステップ 3.1.9 利用微生物スープ サスペンションを 10 進数のシリアル希薄を実行します。</li>
		<li>TSA プレート殺菌済み発病ヘラまたは代替手段を使用して各希釈の 100 μ L を広めます。また否定的な TSB コントロール プレートとして TSA 皿の上 (3.2.1 の手順で準備) 微生物なし TSB 培地の 100 μ L を広げます。</li>
		<li>24 h の 37 ° C で好気的 TSA プレート好孵化させなさい。</li>
		<li>CFU/mL が類似 3.1.7 の手順で決定することを確認するコロニーの数をカウントします。</li>
		<li>コロニーの 1 種類のみで TSA プレートの微生物汚染がないことを確認してください。</li>
		<li>コロニーを示さない TSB ネガティブ コントロール プレートの微生物汚染がないことを確認します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 部材表面 (連絡方法) の抗菌活性の測定
 注: いくつかの材料の主要な抗菌メカニズム面接触かもしれないが場合、は、これらの材料の抗菌能力について非常に有用な情報が連絡方法で提供できます。この方法では微生物は材料の表面に直接配置され、一定の時間後、成長阻害を定めることができます。
<ol><li>
最初の手順
	<ol>
<li>準備とオートクレーブ TSB の製造元の指示に従います。</li>
		<li>TSB をブンゼン バーナーまたは層流フードを用いた無菌条件下で殺菌済み血清ピペット 50 mL 殺菌済みの遠心管に注ぐ。</li>
		<li>好気的テストに異なる微生物が 37 ° C で軌道シェーカー (140 rpm) で TSB のチューブで一晩文化</li>
		<li>希釈濃度約 10 の 50 mL 殺菌済み遠心管で TSB の 20 mL で一晩かけて培養6 CFU/mL (540 で分光光度計で nm)。 注: 吸光度を測定する文化とキュベット ボリュームは、分光光度計活用の種類に応じて選択する必要があります。</li>
		<li>TSB を含む滅菌マイクロ遠心チューブ用のこの文化の 10 進数のシリアル希薄を実行します。TSA プレート上のカルチャの 100 μ L を広がり、24 h の 37 ° C 好気的でそれを孵化させなさい。</li>
		<li>約 1 × 106 CFU/mL の初期細胞濃度を確保するためコロニー数をカウントします。</li>
		<li>24 h、24 h 滅菌 48 ウェル プレートの井戸を分離後、生菌数計測のためのテスト材料の種類ごとの 4 つのサンプル ディスク後生菌数計測の場所 4 コントロール ディスク。</li>
		<li>各ディスクの表面に菌懸濁液の 150 μ L をピペットします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
微生物制御と供試材料を頼り (24 h) 後
	<ol>
<li>4.1.6 のステップの後 24 h 37 ° C で 48 ウェル プレートで残り 4 のサンプル ディスク孵化させなさい好気性。 注: この 24 時間の培養時間は、短いまたは長い時間に成長阻害を研究するために変更できます。</li>
		<li>培養 24 時間後 4 のサンプル ディスクの表面に滅菌 PBS の 850 μ L をピペットし、菌懸濁液の 150 μ L でそれをミックスします。</li>
		<li>48 ウェル プレートから PBS/微生物懸濁液の混合物と各ディスクを収集し、10 mL 滅菌済みチューブにそれらを転送します。</li>
		<li>渦 PBS/微生物懸濁液の混合物および 1 分の各ディスク超音波それ 50 hz 5 分と 1 分実行可能な微生物が残っていないか確認するために再度それは材料の表面に付着する渦。</li>
		<li>TSB を含む滅菌マイクロ遠心チューブ用の熱量の各カルチャの 10 進数のシリアル希薄を実行し TSA プレート上のカルチャの 100 μ L を広げるし、24 h の 37 ° C 好気的でそれを孵化させなさい。</li>
		<li>各サンプルとコントロール ディスク表面に実行可能な微生物の数のコロニーの数を数えます。この数 (CFU/mL) 中の生菌数を表現します。</li>
		<li>サンプルやコントロール ディスクの最終的な微生物文化の写真を撮る。</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. 抗菌結果分析
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig1.jpg"> 図 1: 抗菌"halo"の正規化された幅の値。このパネルには、抑制帯 (diz) の直径とディスク直径 (d) が表示されます。<a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol><li>
拡散解析の結果
	<ol>
<li>抑制帯 (diz) の直径とディスク直径 (d) を測定 (図 1参照) デジタル ノギスで。 注: 抑制ゾーンまたは抗菌「ハロー」が抗菌素材ディスクによって生成される微生物の増殖抑制の結果として形成される (図 1参照)。それは、微生物が正常に成長しているプレートの残りの部分と比較してサンプルに近い透明リング ゾーンがあることを観察することが可能 (不透明帯)。</li>
		<li>式 (1) を適用することによって抗菌各ディスクの"halo"(nwhalo) の正規化された幅を決定します。 (1)<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57710/57710eq1.jpg">
</li>
		<li>各サンプルの抗菌"halo"4 決定nwハロー値の正規化された幅の標準偏差と平均を決定します。</li>
		<li>材料のディスクと最終的な微生物文化の写真を撮る。 注記: 抑制ゾーン (diz) の直径とディスク直径 (d) も測定できます 5.1.4 の手順で適切な画像処理ソフトウェアを使用して撮影した写真から。</li>
	</ol>
</li>
	<li>
接触解析結果
	<ol>
<li>式 (2) によると回復可能な微生物の数を決定します。 (2)<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57710/57710eq2.jpg"> メモ: ここでは、 Nは試料; あたり cm2あたり回復可能な微生物の数Cはプレート カウント;Dは希釈係数;サンプル ディスク径決定 cm2で試験片の表面積です。</li>
		<li>式 (3) を適用することによって細胞の成長の抑制を反映するように生存 (LV) の損失を決定します。 (3)<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57710/57710eq3v3.jpg"> 注: ここでは、C 実行可能な微生物 (N) の数の平均値にある CFU/mL•cm2、24 h; 後コントロール標本から回復S は、CFU/mL•cm2, 24 時間後に試験片から回復可能な微生物 (N) の数です。</li>
		<li>平均値と標準偏差の各サンプルの 4 決定LV(%)値を持つ実行可能性の損失を決定します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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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>

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2 既存手法に基づく 2 補足のプロシージャから成るこの容易に続くプロトコルによって分析できる新しい材料の抗菌性: 寒天ディスク拡散テスト38と抗菌活性測定ISO 22196:2007 ノルム39によると材料の表面。
この研究分野の文献で報告されている抗菌テストの多くは試金に強く依存しています。したがって、それは非常に詳細を持っていることが重要と一貫性のあるプロトコルが研究室。この記事は、その方向にステップです。さらに、多くの研究者がこの分野で経験の少ない、正確な結果を得るのために詳細なステップバイ ステップの手順を必要とするため非常に参考になるかも。
このプロトコルは、10 mm 径のディスク形状に切断材料の多くの種類で使用できます。脆性材料は、1 h 切削加工を容易にするための適当な溶剤で腫れすることができます。したがって、アルギン酸など親水性材料をオートクレーブ蒸留水で水和することができます。それらを切断する前に、1 h の疎水性材料をうねりにエタノール、ケトン、ジクロロ メタンなどの他の溶媒を用いることができます。ただし、poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) などのいくつかの材料を必要はありません、彼らは直接切ることができます。その後、真空オーブンでサンプル素材ディスクを乾燥し、エタノールと紫外線 1 h 汚染危険を避けるために各試料を滅菌することが重要です。
このプロトコルでは、微生物の広い範囲に到達する 3 微生物の純粋培養の培地使いとして TSA と TSB をお勧めします: グラム陽性菌の黄色ブドウ球菌、大腸菌、グラム陰性の細菌カンジダ酵母。ただし、代替文化メディアと異なる培養条件を必要と他の微生物もこのプロトコルで使用する。時に、新素材の抗菌活性の最初のアイデアを持っているだけ 1 微生物がテストされます。
微生物の種類は、メチシリン耐性表皮ブドウ球菌(MRSE) などの抗生物質耐性病原体に対してテストすべき異なる推奨 3 に対して強い抗菌活性を示す物質をこのプロトコルで正常に利用されています。多くの懸念を引き起こしている他の重要な耐性菌、グラム陰性菌のとバンコマイシン耐性腸球菌(VRE)、グラム陽性のメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)緑膿菌40,41。
このプロトコルでは、バイオ フィルム抑制と他の種類のウイルスや寄生虫などの微生物に対する材料の抗菌性をテストできません。ただし、このプロトコルは、先端材料の新しい抗菌薬の研究のための非常に有用な出発点を提供します。
抗菌寒天ディスク拡散テストの重要なステップは、サンプル ディスクが寒天メディアとの接触を得るとすぐいくつかの材料を折るためにプレートのセンターに配置する必要がある場合に発生します。この場合、慎重にこのサンプルを展開する滅菌ピンセットのペアを使用することをお勧めします。その一方で、連絡方法コントロールを洗浄することが重要、サンプル ディスク非常によく続いて活発なボルテックスと超音波がない実行可能な微生物を確保するために 4 回それらをピペッティングで PBS で残ります材料に付着表面。
このビデオのプロトコルは、バイオ プロセス工学、組織工学、ドラッグデリバリー制御、包装材、排水処理、農業、生体材料を使用するなど、多くの工学アプリケーションで活用できる、高望ましいの抗菌能力。
このプロトコルにより得られた結果は定性的な (画像) ・定量 (抗菌「ハロー」と実行可能性の損失の正規化された幅) (平均 ± 標準偏差) の再現性の良い分析。異なる材料を比較すると、拡散と接触解析結果で得られたこれらの平均値は続いてトルコのホックの記事の分析、場合は、統計学的に有意を検討するために一方向の分散分析によって分析されなければなりません。異なる (p < 0.01)。

インプラントの失敗はしばしば抗菌薬の予防投与と無菌作業条件にもかかわらず発生する微生物の感染症の結果です。この問題は非常に高い医療費を引き起こして、患者1の間で悲惨です。黄色ブドウ球菌などの細菌現在カテーテルと他の医療用インプラントに関連する院内感染に非常に危険な病原体と見なされると、医療機器2の主な汚染物質が重要。したがって、新規抗菌戦略の開発は、毎日、医療用途のため緊急必要です。
抗生物質3、4アンモニウム化合物、酸化物5、抗菌ペプチド (アンペア)6などの抗菌剤。抗生物質は、細菌の抵抗7、抗生物質の過剰使用8上昇上にあるために効率が徐々 に。第四級アンモニウムは、ため微生物抵抗9のみ短期使用のため非常に効率的です。金属イオン ・酸化は非常に効果的な抗菌剤として長い間利用されてきた、包帯、水フィルター、塗料など10、11,12を含む多くの一般的な商用製品で使用されます。ただし、これらの種類の化合物が哺乳類細胞13のいくつかのタイプに有毒であることが実証されています。
アンプは、優れた抗菌、免疫調節特性14,15, を示し細菌16それらに対して抵抗を開発する非常に困難に見つけるように見えます。ただし、純粋なアンプを生成するプロセスは高価です;そのため、大量生産ではありません。このように、アンプの生産に問題がされているカウンターに戦略開発 (例えば、小さな分子抗菌 peptoid 模倣17、ペプチド18α-ペプチド19および β-ペプチド20)。メタクリル酸終わったポリペプチドおよび polypeptoids は、抗菌、防汚のコーティングのための21の合成されています。
純粋に材料などの新規抗菌薬の開発やハイブリッド フォーム、予防し、多剤耐性感染症を治療することがますます必要です。組織やバイオ エンジニア リングなど多くの工学分野のための新しい先端材料の広い範囲は、いくつかの方法を通じて最後の十年に化学と物理性の向上と開発されている: プラズマ重合の接ぎ木疎水性基材22,23,24、架橋密度25,26の仕立て、ソリューション27,28,29の重合,30、ポロジェン解散31,32, グラフェン酸化物 (GO)33,34,35,36などのナノ材料の採用によって、炭素ナノファイバー (Cnf)37。
これらの新しい材料の抗菌能力の研究の潜在的なバイオ エンジニア リングの適用性を高めることができる指数関数的に不可欠となっています、したがって、.このような新しい材料の抗菌性を定量化する容易に続くプロトコルを提案します。ここでは、サンプル準備の後 2 つの相補的な方法を続いている: 最初は寒天ディスク拡散テスト38 (拡散法) に基づいて、2 番目の抗菌活性を測定する ISO 22196:2007 ノルム39に基づいて材料表面 (連絡方法)。

<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

強化されたプロパティを持つ新しい材料の開発バイオ エンジニア リング アプリケーションの広い範囲で重要となっています。したがって、医用生体組織工学、ドラッグデリバリー制御などに必要な特定の環境を模倣する多くの新規の生体材料をデザインされています。細胞や酵素の固定化のための改良された特性を持つ素材の開発は、バイオ プロセス工学の現在の研究テーマもです。ただし、これらのアプリケーションで材料の最も望ましい特性の 1 つは任意の望ましくない感染症を避けるために抗菌薬の容量です。これは、(i) 寒天ディスク拡散テスト (拡散法)、(ii) (接触部材表面の抗菌活性を測定する ISO 22196:2007 ノルムに基づく材料の抗菌性の特性の容易に続くプロトコルを提案します。メソッド)。このプロトコルは、微生物の広い範囲をカバーするグラム陽性およびグラム陰性の細菌と酵母を使用して実行する必要があります。例として 4 材料別の化学的性質は、カンジダ大腸菌、黄色ブドウ球菌に対してこのプロトコルを次テストされます。これらのテストの結果は、最初の材料と他の 3 材料のグラム陽性およびグラム陰性菌に対して抗菌活性を増加のため非抗菌活動を展示します。ただし、4 の材料のどれもカンジダの成長を阻害することができます。

例として、このプロトコルを用いて、微生物を推奨、3 に対して異なる化学的性質を持つ 4 材料の抗菌能力をテストするため:黄色ブドウ球菌大腸菌カンジダ ・ アルビカンス.それはコントロール ディスク (C、イメージ表示されません) で発生した、寒天ディスク拡散実験 (拡散法) の結果展示 (M1) の最初の物質の非抗菌活性とグラム陽性およびグラム陰性菌に対して抗菌活性を増加M2、M3 および M4 (図 2参照) 他の 3 材料の細菌。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig2.jpg"> 図 2: 抗菌拡散メソッドの結果。このパネルは培養 24 時間後 4 材料 (M1、M2、M3、および M4) ディスクの (x 1 mm 厚さ 10 mm 径) S の黄色ブドウ球菌と大腸菌に対して抗菌拡散メソッドを示しています。<a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
図 3では、正規化された幅が異なる抗菌"halo"(nwハロー) 材料のため別の例 M1、M2、M3、および M4 グラム陽性およびグラム陰性菌に対して式 (1) で計算を示しています。ただし、4 の材料のどれもは酵母カンジダ(画像表示されません) の成長を阻害することができた。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig3v2.jpg"> 図 3: 抗菌拡散"halo"結果。このパネルは培養 24 時間後ディスクごとに材料 (M1、M2、M3、および M4) (厚さ 1 mm x 直径 10 mm) S の黄色ブドウ球菌と大腸菌に対して正規化された"halo"(nwhalo) を示しています。違いが統計的に有意 (p < 0.01)。しかし、M1 のサンプルは、抗菌活性を起こしません。<a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig3v2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
連絡方法の結果はまた、コントロール ディスク (C) で陽性や他の 3 材料 (参照のグラム陰性菌に対する抗菌活性の増加に発生した (M1) の最初の物質の非抗菌活動を展示図 4)。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig4v3.jpg"> 図 4: 抗菌メソッドの結果を連絡します。このパネルでは、黄色ブドウ球菌と大腸菌(希釈率 10-4) 培養 24 時間後 4 材料 (M1、M2、M3、および M4) 表面の抗菌活性アッセイの ISO 22196:2007 によるとそれぞれ 90 mm 平板を示しています。Cは培養 24 時間後コントロール ディスクからリカバリを実行可能な細菌です。<a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig4v3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
このプロトコルで示されているように、生存率 (%) の損失は式 (2) と (3) によって決定された (図 5参照)。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57710/57710fig5v2.jpg"> 図 5: 接触法による生存率の損失。このパネルは、材料の表面に、M1、M2、M3、および M4黄色ブドウ球菌と大腸菌に対しての生存率 (%) の損失を示しています。サンプルの M1 は、抗菌活性を起こしません。<a href="/files/ftp_upload/57710/57710fig5v2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
ただし、4 材料のどれもはどちらか (画像表示されません) 接触法による酵母カンジダの成長を抑制することができた。したがって、これらの 4 材料の 3 グラム陽性およびグラム陰性菌に対して抗菌陽性を示した、従って非常に高い抗菌活性要件を持つ多くのバイオ エンジニア リング アプリケーションの役に立つかもしれない。ただし、4 材料のどれもは、酵母の成長を阻害することができた。

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Antimicrobial Characterization of Advanced Materials for Bioengineering Applications

先端材料の抗菌性の特性のためのプロトコルを提案します。お互いを補完する 2 つの方法によって材料表面に抗菌活性を測定するここでは、: 1 つは寒天ディスク拡散テストに基づいており、他の ISO 22196:2007 ノルムに基づく標準的な手順です。

バイオ エンジニア リング アプリケーション用先端材料の抗菌特性

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

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JoVE Journal

Bioengineering

21.9K ビュー.  Universidad Católica de Valencia San Vicente Mártir. 先端材料の抗菌性の特性のためのプロトコルを提案します。お互いを補完する 2 つの方法によって材料表面に抗菌活性を測定するここでは、: 1 つは寒天ディスク拡散テストに基づいており、他の ISO 22196:2007 ノルムに基づく標準的な手順です。

ビデオ: 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.

医療機器のための細菌撥ポリマーのハイスループット同定

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

生物工学

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.

細菌 - 宿主相互作用を特徴づけるために、バイオミメティック材料

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 ...

免疫・感染学

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.

定性的および定量的検出のためのアッセイおよびタンパク質の抗菌薬のキャラクタリゼーション

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.

バイオフィルム関連をターゲット<em&gt;黄色ブドウ球菌</em&gt;レサズリン基づく薬剤感受性アッセイを使用して

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.

天然化合物ライブラリーの探査に適した抗バイオフィルムアッセイのプラットフォーム

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.

銀ナノ粒子とその抗菌活性と細胞毒性の評価変更多層カーボンナノ チューブの合成

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.

in vitroでのナノ粒子およびナノ構造表面の抗菌活性の評価

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.

PCRプレートディープウェルマイクロプレートデバイスを用いた細菌バイオフィルムバイオマスの生成

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

<meta charset="utf8"></head><body>耐性菌のための抗菌酸化グラフェン/銅ナノ複合材料

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>著者スポットライト:抗生物質耐性菌を排除するための金属ナノ複合材料

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.

抗菌酸化グラフェン/銅ナノ複合材料の作製

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

<meta charset="utf8"></head><body> 酸化亜鉛ナノ粒子の合成とその抗菌効果の解析

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>著者スポットライト:抗生物質耐性の克服における酸化亜鉛ナノ粒子の抗菌効果の探索

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.

酸化亜鉛ナノ粒子の調製と抗菌効果の評価

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

バイオエンジニアリングアプリケーション用先端材料の抗菌特性

要約

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