Синергетический эффект от видимого света и гентамицин на<em&gt; Pseudomona палочки</em&gt; Микроорганизмы

Резюме

Мы покажем, что биомедицинские устройства разработаны с участием непрерывным или импульсным лазер видимого диапазона на основе лечения, которое в сочетании с лечения антибиотиками (гентамицин), приводит к статистически значимому синергетический эффект приводит к снижению жизнеспособности P. палочки PAO1, на 8 журнала по сравнению с антибиотиками в лечении.

Аннотация

В последнее время появились ряд публикаций по бактерицидным действием видимого света, большинство из них утверждают, что синяя часть спектра (400 нм-500 нм) несет ответственность за убийство различных патогенов ^1-5. Фототоксическая эффект синего света было предложено быть результатом светоиндуцированная активных форм кислорода (АФК), образование эндогенного бактериального фотосенсибилизаторами которые в основном поглощают свет в синей области ^4,6,7. Есть также сообщения биоцидного действия красного и ближнего инфракрасного ^8, а также зеленый свет ^9.

В настоящем исследовании мы разработали метод, который позволил нам охарактеризовать действие зеленого цвета наивысшей мощности (длина волны 532 нм) непрерывный (CW) и импульсной модуляцией добротности (QS) свет на синегнойной палочкой. Используя этот метод, мы также изучали влияние зеленого света в сочетании с лечения антибиотиками (гентамицин) на бактерии жизнеспособность. P. палочка является ACommon noscomial оппортунистических возбудителем различных заболеваний. Штамм довольно устойчивы к различным антибиотикам и содержит многие предсказывали ACRB / Mex типа RND лекарственной отток систем ^10.

Метод использовали свободно живущие стационарной фазы грамотрицательных бактерий (штамм P. палочки PAO1), выращенных в бульоне Лурия (LB) среде подвергается добротности и / или непрерывные лазеры с добавлением и без добавления антибиотика гентамицина. Жизнеспособность клеток определяли в различные моменты времени. Полученные результаты показали, что лазерное лечение только не снижает жизнеспособность клеток по сравнению с необработанным контролем и что гентамицин только в лечении только привели в 0,5 журнал снижение количества жизнеспособных для P. палочки. Комбинированный лазер и гентамицина лечение, однако, в результате синергический эффект и жизнеспособность P. палочка была снижена на 8 бревна.

Предлагаемый способ может дополнительно быть реалиmented через развитие катетер как устройство, способное инъекционным раствором антибиотика в инфицированные органа одновременно освещающего область света.

протокол

1. Бактериальной культуры

1. Грамотрицательные P. палочки штамма PAO1 выращивали в бульоне Лурия (LB) при 37 ° С в течение 18 час.
2. Культуре клеток затем центрифугировали при 7500 оборотов в минуту (оборотов в минуту) в течение 5 мин и надосадочную жидкость удаляли.
3. Бактерий ресуспендировали в 10% LB и повторно выращивают в течение еще 2 часа, чтобы позволить культуры повторно ввести стационарной фазы.
4. Бактерии суспензию затем разделить на две группы: в первой группе (2 пробирки) не антибиотик не были добавлены во второй группе мы добавили антибиотик гентамицин (50 мкг / мл).

2. Определение колониеобразующих единиц (КОЕ)

1. Для определения жизнеспособности клеток 20 мкл образцы были взяты из эксперимента примерно каждые 2 часа в сроки от 24 часов. Серийные разведения образцов были сделаны и высевали на чашки с LB-агаром и инкубировали в течение ночи при 37 ° С.
2. Для каждого лечения, КОЕ на платформеэлектронной была определена и было проведено сравнение между периоды времени и различные процедуры. Логарифмическое уменьшение КОЕ был рассчитан, как описано в уравнении. (1):
   Вход сокращение = Logu-LogC [КОЕ / мл]
   Где U является колониеобразующих единиц значение в каждый момент времени; КОЕ является колониеобразующих устройством, пока единиц КОЕ / мл равна:
   КОЕ / мл = (количество колоний фактор разведения X) / (объем привиты)
   И С КОЕ найдена в контрольном образце при времени начала. Заметим, что и обозначает колониеобразующих фактором при измерении мгновенно.
3. Коэффициент разбавления это число разведений в то время как каждый из них концентрацию бактерий была уменьшена на коэффициент 10. Инокулированную объем был всегда микро 200 литров, и это связано с размерами нашей пробирке.

Поэтому суммировать концентрации точки зрения, гентамицин антибиотик был в концентрации 50 мкг / мл. не касается бактерий, до концаПроцесс у нас была общая 8 разведения. Каждое разведение было в два раза 10 и это было сделано в трубах 200 мкл. Отправной точкой был 20 мкл образца добавляли в 200 мкл трубку (и, следовательно, начальная концентрация была 20/200C ₀ = 0.1C0 с C ₀ является исходной концентрации в 20 мкл образцов), и конечная концентрация была снижена на восемь порядков из-за 8 разведений.

3. Освещение

1. CW Nd: YAG лазера (длина волны 532 нм и средней оптической мощностью 200 мВт) был разделен на две оптических путей с использованием оптических 50% / 50% светоделителе. Диаметр пучка была около 10 мм. Продолжительность воздействия составляет 24 часов.
2. Добротности импульсного Nd: YAG лазер (длина волны 532 нм, средней мощностью 300 мВт и оптические пиковой мощностью 2,5 МВт) также был разделен на два пути, используя оптический 50% / 50% светоделитель. Диаметр пятна был 6 мм. Длительность импульса лазера с модуляцией добротности было 6 нс и частотой повторения 15 Гц было.средняя плотность мощности 106 мВт / см ² и пиковой плотности мощности 8,83 кВт / мм ^2. Продолжительность воздействия составляет 24 часов.

Следует отметить, что бактериальную суспензию перемешивают при облучении и это было сохранено при соответствующих условиях культивирования для роста бактерий (во всех пробирках был бульона Луриа среду, которая позволяет бактерии расти).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Лазерной установки на основе схематически представлены на рисунке 1. Первое экспериментальное условие использованы CW Nd: YAG лазера с длиной волны 532 нм (вторая гармоника Nd: YAG) и средней оптической мощностью 200 мВт. Этот луч был разделен на две оптических путей с использованием оп?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

Фототерапии области передовых междисциплинарных исследований в последние годы становится одним из перспективных подходов для лечения многочисленных заболеваний. В связи с этим использование света в видимом диапазоне была тщательно изучена. Например, было установлено, что инфициров...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Lauria Broth	Difco	241420
Gentamycin	Sigma	G1914
Bacto Agar	Difco	231710