Undersøgelse beskriver zinkoxid-nanopartikelstrategi til inaktivering af multiresistente bakterier

En artikel offentliggjort i Journal of Environmental Chemical Engineering beskriver en mulig strategi til at fremme selektiv hæmning af multiresistente bakterier, som er i stigende grad på grund af vilkårlig brug af antibiotika og derfor udgør en stor sundhedsfare for mennesker.

Artiklen foreslår at bruge nanopartikler af metal eller metaloxid til at inaktivere multiresistente bakterier ved hjælp af ionfrigivelse, direkte kontakt mellem nanopartiklerne og bakterierne via elektrostatisk interaktion eller dannelse af reaktive oxygenarter. Alle disse processer dræber bakterierne ved at forstyrre deres cellemembraner.

Forfatterne omfatter brasilianske videnskabsmænd tilknyttet Center for Udvikling af Funktionelle Materialer (CDMF), et forsknings-, innovations- og formidlingscenter (RIDC), der er vært for det føderale universitet i São Carlos (UFSCar); universitetet i São Paulo's São Carlos Institut for Fysik (IFSC-USP); São Paulo State University's Institut for Kemi (IQ-UNESP); og Maranhão Federal Institute of Education, Science and Technology (IFMA).

Forskerne producerede en række zinkoxidnanopartikler (ZnO NP'er) med varierende morfologier og testede dem i et vandigt medium og fandt ud af, at nanomaterialet med succes dræbte en stor gruppe multiresistente bakterier isoleret fra humane kliniske prøver. Formålet med eksperimentet var at verificere den antibakterielle aktivitet af ZnO NP'erne mod stammer fra kliniske isolater.

Principal komponent analyse, en statistisk procedure, der opsummerer informationsindholdet i store datatabeller, blev brugt til at undersøge, hvordan ændringer i nanopartikelsynteseparametre påvirkede materialets antibakterielle aktivitet.

Ifølge Gleison Marques, en ph.d. kandidat i kemi ved UFSCar og førsteforfatter til artiklen, er fordelen ved at bruge ZnO, at det anses for sikkert af tilsynsmyndigheder verden over og kan bruges i mange typer materiale funktionaliseret til masseproduktion. Derudover er ZnO NP'er billigere end nanopartikler lavet af andre metaller, såsom guld eller sølv.

Materialet har potentiale til at blive brugt i blandt andet vandbehandling, fødevareemballage og solcreme, sagde Marques, men flere undersøgelser er nødvendige for at analysere mulige kontraindikationer vedrørende dosering, toksicitet i vand og interaktion med komplekse biologiske systemer.

"Næste trin omfatter anvendelse af disse nanopartikler i polymersystemer til fremstilling af nanokompositter, der kan bruges til at belægge metaloverflader i f.eks. hospitalsmiljøer," sagde han.

Flere oplysninger: Gleison N. Marques et al., Selektiv inhiberende aktivitet af multiresistente bakterier ved hjælp af zinkoxidnanopartikler, Journal of Environmental Chemical Engineering (2024). DOI:10.1016/j.jece.2023.111870

Leveret af FAPESP