Antibacterial activity of granulated carbon sorbents

Abstract

Цель исследования - изучение антибактериальной активности гранулированных углеродных сорбентов по отношению к патогенной микрофлоре в условиях различной продолжительности контакта с сорбентом. Методика. Исследовали антибактериальные свойства гранулированного сорбента ВНИИТУ-1, обработанного гидромеханически, окисленного и стабилизированного до нормативных значений рН и модифицированного поли-N-винилпирролидоном (ПВП) ВНИИТУ-1 по отношению к патогенным микроорганизмам: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeroginosa, Klebsiella pneumonia, Escherichia coli, Streptococcus agalactiae, а также к их смесям. Все микроорганизмы представляли собой клинические штаммы, выделенные из ран пациентов. Предварительно тест-микроорганизмы были исследованы на чувствительность к современным антибиотикам. Опытным путем подбирали такие разведения и количество засеваемого материала, чтобы выросшие на чашке Петри колонии можно было сосчитать. Бактерии сорбировали из физиологического раствора с концентрацией микробных клеток 3 х 10 колониеобразующих единиц в 1 мл исследуемой пробы (КОЕ/мл). В пробирку типа Эппендорф вносили сорбент в количестве 0,5 мл, добавляли 1 мл микробной взвеси, встряхивали для удаления пузырьков воздуха и выдерживали в термостате в течение 1, 3, 6 и 24 ч. По истечении заданного времени контакта сорбента с патогенной микрофлорой отбирали надосадочную жидкость в объеме 100 мкл, засевали на стерильные агаровые пластины чашек Петри с питательной средой ГМФ-агар. Засеянные чашки Петри помещали в СО-инкубатор 15АС (Япония) вверх дном и инкубировали при температуре 37 ± 1°С в течение 24 ± 2 ч. При подсчете колоний, выросших на чашке Петри, учитывали только те чашки, на которых выросло более 300 изолированных колоний. Результаты. Гранулированный сорбент ВНИИТУ-1 обладает антибактериальным действием в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий, а также их смеси. Сроки проявления антибактериального эффекта сорбента зависят от вида микроорганизмов и времени их контакта с образцом. Присутствие в составе сорбента модификатора ПВП усиливает его антибактериальные свойства. Полимермодифицированный образец обладает пролонгированным антибактериальным эффектом в отношении широкого спектра микроорганизмов (E. coli, St. aureus, P. aeruginosae и St. aureus) и смеси их культур. Заключение. Показана возможность повышения антибактериальных свойств гранулированных углеродных сорбентов по отношению к патогенной микрофлоре путем их модификации поли-N-винилпирролидоном. Дальнейшая разработка и применение углеродных сорбентов как средств сорбционной терапии является перспективным подходом к местному лечению гнойных ран. The purpose: Study the antibacterial activity of granulated carbon sorbents in relation to the pathogenic microflora under the conditions of different period of contact with sorbent. Methods. It has been investigated the antibacterial properties of VNIITU-1 granulated sorbent, which was hydromechanically treated, oxidized and stabilized up to pH standard parameters and VNIITU-1 modified poly-N-vinylpyrrolidone (PVP) against the pathogenic micro-organisms, including Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeroginosa, Klebsiella pneumonia, Escherichia coli, Streptococcus agalactiae, and their mixes. All bacteria were clinical strains derived from the wounds of patients. Dilutions and amount of inoculated material were experimentally selected for further calculation of the grown colonies on the Petri dish. Bacteria were sorbed from the saline solution with bacteria concentration of 3 х 10 of the colony forming units in 1 ml of test sample (CFU/ ml). Eppendorf tube was added the sorbent 0.5 ml and bacterial suspension 1 ml; then the tube was shaken to remove the air bubbles and incubated for 1, 3, 6 and 24 hr. Upon the expiry of the target time for sorbent with pathogenic flora contact the supernatant fluid was collected in 100 ul and inoculated on the sterile agar plates of the Petri dishes with GMF agar nutrient medium. Inoculated Petri dishes were placed upside down in СО incubator 15AC (Japan) and incubated at 37 ± 1°C for 24 ± 2 hours. When counting the colonies growing on the Petri dish, they took into consideration only the dishes where more than 300 isolated colonies were grown. If more than 300 colonies were grown, «> 3x102 CFU/ml» was recorded in the protocol. Results. Granulated sorbent VNIITU-1 has an antibacterial effect against both gram-positive and gram-negative bacteria, and their mixes. Time period for manifestations of the sorbent antibacterial effect depends on the type of microorganisms and time of contact. PVP presence in sorbent composition enhances the antibacterial effect of the sorbent. Resin-modified sample has a prolonged antibacterial effect against a broad spectrum of microorganisms (E. coli, St. aureus, P. aeruginosae and St. aureus) and mixtures of their cultures. Conclusion. It has been determined the possibility for increasing of antibacterial properties of granulated carbon sorbents against the pathogenic microflora by their modification with poly-N-vinylpyrrolidone. Further development and application of carbon sorbents as the means for sorption therapy is a perspective approach for the local treatment of purulent wounds.