The present study describes production of bacterial cellulose composites with silver nanoparticles and antibiotics and compares their properties. Bacterial cellulose (BC) composites synthesized in the culture of the strain of acetic acid bacterium Komagataeibacter xylinus VKPM B-12068 with silver nanoparticles, BC/AgNps, were produced hydrothermally, under different AgNO 3 concentrations (0.0001, 0.001, and 0.01 M) in the reaction medium. The presence of silver in the BC/AgNp composites was confirmed by elemental analysis conducted using scanning electron microscopy with a system of X-ray spectral analysis. Analysis showed that the average atomic number of silver particles in composite samples depended on the concentration of AgNO 3 : as AgNO 3 concentration in the reaction solution was increased, silver content in the composites increased from 0.044 to 0.37 mg/cm 2. BC composites with amikacin and ceftriaxone were prepared by immersing dry BC films in solutions containing different concentrations of the antibiotics. The surface structure and properties and physicochemical and mechanical characteristics of composites were investigated using SEM, DSC, X-ray analysis, the system for measuring water contact angles, and electromechanical tensile testing machine. The disk-diffusion method and the shake-flask culture method used in this study showed that all experimental composites had pronounced antibacterial activity against E. coli, Ps. eruginosa, K. pneumoniae, and St. aureus, and the BC/antibiotic composites were more active than BC/AgNp ones; S. aureus was the most susceptible to the effect of BC composites. No potential cytotoxicity was detected in any of the BC/AgNp composites in the NIH 3T3 mouse fibroblast cell culture, in contrast to the BC/antibiotic composites. These results suggest that BC composites constructed in the present study hold promise as dressings for managing wounds, including contaminated ones.

No abstract

Сибирский федеральный университет, 2 Институт биофизики СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) , 1 г. Красноярск, пр. Свободный 79, Россия; 2 г. Красноярск, Академгородок 50/50, Россия e-mail: шумилова Аннотация Композиты бактериальной целлюлозы (БЦ) [БЦ/AgNps], синтезированной в культуре штамма уксуснокислых бактерий Komagataeibacter xylinus VKPM B-12068 с наночастицами серебра получены гидротермальным методом при варьировании в реакционной среде концентрации ArNO 3. Присутствие серебра в композитах БЦ/AgNps подтверждено элементным анализом. Показано увеличение наночастиц серебра в композите от 1,08 to 5,32 мкг/100 г при возрастании концентрации ArNO3 в среде от 0,0001 до 0,01 M. С применением РЭМ, ДСК, X-Ray, системы измерения краевых углов смачивания водой исследованы структура и свойства поверхности и физико-химические свойства композитов в зависимости от содержания серебра. С использованием диско-диффузионного метода показано, что полученные композиты обладают выраженной антибактерильной активностью по отношению к патогенной микрофлоре E.coli, Ps. eruginosa, K.pneumoniae, St.aureus, Ключевые слова: бактериальная целлюлоза, наночастицы серебра, гидротермальный синтез, композиты, физико-химические свойства, антибактериальная активность Введение Бактериальная целлюлоза (БЦ) является перспективным материалом биомедицинского назначения. БЦэто биополимер, синтезируемый микроорганизмами, аналогичный по химической структуре растительной целлюлозе, обладающий уникальными свойствами, включая прочность. эластичность. газопроницаемость. высокую влагоудерживающую способность; характеризуется биосовместимостью, не проявляет цитотоксичности и не вызывает аллергических реакций (Advances in biomedical and pharmaceutical applications of functional bacterial cellulose-based nanocomposites. Hanif Ullaha, Fazli Wahid , Hélder A. Santos, Taous Khana,2016). Показано, что пленки бактериальной эффективны в качестве носителя клеток для технологий клеточной и тканевой инженерии, ранезаживляющего материала при реконструкции дефектов тканей с возможностью депонирования и доставки лекарственных препаратов [Maetal.. 2010; Saska et al.. 2011]. Собственно БЦ не обладает антибактериальной активностью, но в сочетании с хитозаном и альгинатом вызывает торможении роста патогенных микроорганизмов [Kwaketal.. 2015;Chang. Chen. 2016]. Это позволяет рассматривать композитные пленки БЦ для лечения инфицированных кожных ран. Благодаря трехмерной и пористой структуре возможно получение БЦ в композиции с металлическими частицами серебра в качестве антибактериального и ранозаживляющего средства. Металлическое серебро и его соединения обладают выраженным бактерицидным эффектом, ингибируя развитие многих патогенных микроорганизмов. Ионы ны серебра связываясь с ДНК микроорганизмов, подавляют размножение клеток, взаимодействуют с тиоловыми группами белков клеточных стенок, нарушая их структуру, транспортировку веществ в клетку, бактериальное дыхание [Bowler, Russell, 2005). Описаны различные способы получения композитов БЦ с наночастицами серебра и показана их выраженная ...

Bacterial cellulose (BC) is widely used in medicine as a dressing material due to its good biological properties -high biocompatibility, low adhesion and the ability to absorb wound

No abstract