Antibacterial Activity of Pharmaceutical Kaolin Modified With Copper

Martsouka, Fotini

doi:10.5593/sgem2019/6.1/s24.004

Cited by 3 publications

(5 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

“…Moreover, this result is corroborated by other authors like Jou et al, (2016) [67] and Holesova et al, (2013) [68] which reported that natural clay minerals show no antibacterial effect. Therefore, the antibacterial properties of clay minerals are attributed to coexisting inorganic species such as Zn [56,69,70] and Cu ions [56,[71][72][73]. The total count of bacteria, molds, and yeasts starting from the initial inoculation at the predetermined time intervals are summarized in Table 6, while the logarithmic reduction of CFU and the score for each sample according to the relevant criteria are presented in Table 7.…”

Section: Challenge Testmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

The Antimicrobial Properties of Modified Pharmaceutical Bentonite with Zinc and Copper

et al. 2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Pharmaceutical grade bentonite, containing a high amount of montmorillonite, enriched with zinc (Zn) or copper (Cu) (ZnBent and CuBent, respectively) was used as the main component for the creation of formulations for cutaneous use and tested for their antimicrobial capacity. Bentonite (Bent) with added phenoxyethanol (PH) as a preservative and unmodified bentonite were used as control groups. The mineralogical composition, structural state, and physical or chemical properties, before and after the modification of the samples, were characterized utilizing X-ray Diffraction Analysis (XRD), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-ray Fluorescence (XRF) techniques, and Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM, SEM-EDS) analyses. In addition, the profile of zinc and copper concentration from two types of surfaces ZnBent and CuBent, and into Phosphate-Buffered Saline (PBS) are discussed. Finally, the formulations in the form of basic pastes were challenged against bacteria, molds, and yeasts, and their performance was evaluated based on the European Pharmacopeia criteria. The Cu-modified bentonite performed excellently against bacteria and yeasts, while the Zn-modified bentonite only showed great results against yeasts. Therefore, Cu-modified bentonite formulations could offer antimicrobial protection without the use of preservatives.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Section: Challenge Testmentioning

confidence: 99%

The Antimicrobial Properties of Modified Pharmaceutical Bentonite with Zinc and Copper

et al. 2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Zinc and copper releasing compounds have been tested and showed good antimicrobial ability [ 51 , 52 , 53 , 54 ], while also helping promote cell proliferation [ 4 ]. Finally, studies have shown that clays enriched specifically with copper has effective antimicrobial [ 55 , 56 , 57 ] or antibacterial properties [ 58 ].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Evaluation of the Antimicrobial Protection of Pharmaceutical Kaolin and Talc Modified with Copper and Zinc

et al. 2021

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Six pharmaceutical pastes were prepared using chemically modified kaolin and talc powders. Tests were conducted to determine their structural and chemical characteristics as well as their antimicrobial protection, thus rendering them suitable for cosmetic and pharmaceutical uses. Kaolin and talc were treated chemically via the cation exchange method to load the clay particles with copper and zinc ions, two cations well known for their antimicrobial properties. Mineralogical analyses were conducted by using X-ray diffraction (XRD) before and after the modification, confirming the mineralogical purity of the samples. Scanning electron microscopy was also used in conjunction with energy dispersed spectroscopy (SEM-EDS) to obtain chemical mapping images, revealing the dispersion of the added metals upon the clay minerals surfaces. Moreover, chemical analysis has been performed (XRF) to validate the enrichment of the clays with each metal utilizing the cation exchange capacity. All modified samples showed the expected elevated concentration in copper or zinc in comparison to their unmodified versions. From the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), the chemical state of the samples’ surfaces was investigated, revealing the presence of salt compounds and indicating the oxidation state of adsorbed metals. Finally, the resistance of pastes in microbial growth when challenged with bacteria, molds, and yeasts was assessed. The evaluation is based on the European Pharmacopeia (EP) criteria.

show abstract

“…Τέλος, έχει επιβεβαιωθεί πως τα αργιλικά ορυκτά που έχουν εμπλουτιστεί με χαλκό, μέσω της ιοντοανταλλαγής, παρουσιάζουν αντιμικροβιακές και αντιβακτηριακές ιδιότητες (Zhou et al 2004, Tong et al, 2005, Hu and Xia 2006, Martsouka et al, 2019, 2021a, 2021b.…”

Section: η τοπική εφαρμογή των αργιλικών ορυκτών ως δραστικές ουσίες για θεραπευτική και καλλυντική χρήση σε κέντρα ομορφιάς (Spa)unclassified

“…Spectroscopy, XPS) (Holešová et al, 2013, Herrera et al, 2000. Οι αντιμικροβιακές ιδιότητες των αργιλικών ορυκτών αποδίδονται σε συνυπάρχοντα ανόργανα στοιχεία (στην παρουσία μετάλλων) όπως ο ψευδάργυρος (Tan et al, 2008, Özdemir et al, 2010, 2021b) και ο χαλκός (Malachová et al, 2011, Song et al, 2013, Martsouka et al, 2019, 2021b.…”

Section: φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων χ (X-ray Photoelectronunclassified

Τροποποίηση Αργιλικών Ορυκτών Για Χρήση Σε Καλλυντικά Και Φαρμακευτικά Σκευάσματα Τοπικής Χορήγησης

Μαρτσούκα¹

View full text Add to dashboard Cite

Το αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η δημιουργία καινοτόμων υλικών με σκοπό την παρασκευή καλλυντικών και φαρμακευτικών ημιστερεών σκευασμάτων (φυραμάτων) για τοπική εφαρμογή χωρίς ή με ελάχιστη χρήση συντηρητικών. Ως τέτοια υλικά επιλέχθηκαν τα φυσικά αργιλικά ορυκτά φαρμακευτικής καθαρότητας, εξαιτίας αφενός μεν των εξαιρετικών φυσικοχημικών τους ιδιοτήτων αφετέρου δε λόγω της αφθονίας τους στον Ελλαδικό χώρο. Παρόλο που η ύπαρξη θεραπευτικής δράσης των φυσικών αργίλων είναι γνωστή από την αρχαιότητα, ελάχιστα στοιχεία υπάρχουν σήμερα ως προς την αντιμικροβιακή τους δράση και προστασία. Η καινοτομία της παρούσας έρευνας αφορά στην αξιολόγηση της αντιμικροβιακής προστασίας των υλικών αυτών εφόσον υποστούν χημική τροποποίηση, καθώς μέχρι σήμερα δεν έχει πραγματοποιηθεί άλλη μελέτη με παρόμοιο αντικείμενο. Τα αργιλικά ορυκτά εμπλουτίστηκαν με μέταλλα όπως ο χαλκός και ο ψευδάργυρος προκειμένου να βελτιωθούν οι ιδιότητες τους και στη συνέχεια διερευνήθηκε η δράση τους σε διάφορες τοπικές εφαρμογές. Συγκεκριμένα, παρασκευάστηκαν δώδεκα φυράματα χρησιμοποιώντας χημικά τροποποιημένες φαρμακευτικής καθαρότητας σκόνες καολίνη, τάλκη και μπεντονίτη. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές για τον προσδιορισμό των δομικών και χημικών χαρακτηριστικών τους καθώς και για την ικανότητα της αντιμικροβιακής τους προστασίας, καθιστώντας τα κατάλληλα για καλλυντικές και φαρμακευτικές χρήσεις. Ο καολίνης, ο τάλκης και ο μπεντονίτης υποβλήθηκαν σε χημική επεξεργασία μέσω της μεθόδου ανταλλαγής κατιόντων για την τροποποίηση των σωματιδίων αργίλου με ιόντα χαλκού και ψευδαργύρου, δύο μέταλλα γνωστά από μελέτες για τις αντιμικροβιακές τους ιδιότητες. Οι ορυκτολογικές αναλύσεις διεξήχθησαν χρησιμοποιώντας Περιθλασιμετρία Ακτίνων Χ (XRD) πριν και μετά την τροποποίηση επιβεβαιώνοντας την ορυκτολογική καθαρότητα των δειγμάτων. Συγκεκριμένα, στο δείγμα του φαρμακευτικού καολίνη, ο καολινίτης είναι η κυρίαρχη ανόργανη φάση που συνοδεύεται από μικρές ποσότητες ιλλίτη, στο δείγμα του φαρμακευτικού τάλκη κυριαρχεί ο τάλκης ενώ ο χλωρίτης συνυπάρχει σε μικρές ποσότητες και τέλος στον φαρμακευτικό μπεντονίτη κυριαρχεί ο σμεκτίτης και συγκεκριμένα ο μοντμοριλλονίτης. Η Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης χρησιμοποιήθηκε επίσης σε συνδυασμό με μικροανάλυση (SEM-EDS) για την απόκτηση εικόνων χημικής χαρτογράφησης (ψευδοχρωματισμό), αποκαλύπτοντας τη διασπορά των προστιθέμενων μετάλλων στις επιφάνειες των αργίλων. Τα αποτελέσματα αποκλείουν την παρουσία μεγάλων συσσωματωμάτων που θα μπορούσαν να προέρχονται από τη διαδικασία εμπλουτισμού. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε χημική ανάλυση (XRF) για την επικύρωση του εμπλουτισμού των αργίλων με κάθε μέταλλο χρησιμοποιώντας την ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων. Όλα τα τροποποιημένα δείγματα έδειξαν την αναμενόμενη αυξημένη συγκέντρωση σε χαλκό ή ψευδάργυρο σε σύγκριση με τις μη τροποποιημένες εκδόσεις τους. Μέσω της Φασματοσκοπίας Υπέρυθρων Μετασχηματισμών κατά Fourier (FTIR) εξετάστηκε η περίπτωση των δομικών αλλαγών των ορυκτών φάσεων και δεν ανιχνεύθηκαν σημαντικές αλλαγές. Από τη Φασματοσκοπία Φωτο-ηλεκτρονίων Ακτίνων Χ (XPS) διερευνήθηκε η χημική κατάσταση των επιφανειών των δειγμάτων, αποκαλύπτοντας την παρουσία ενώσεων άλατος και υποδεικνύοντας την κατάσταση οξείδωσης των προσροφημένων μετάλλων. Επίσης, μελετήθηκε ο ρυθμός απελευθέρωσης των ιόντων Cu και Zn και από τους τρεις αργίλους. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν πως οι συγκεντρώσεις τους μετά την επαφή τους με το φωσφορικό ρυθμιστικό διάλυμα άλατος (PBS) κορυφώθηκαν περίπου εντός των πρώτων πέντε λεπτών του χρόνου επαφής, υποδεικνύοντας ότι τα περισσότερα ιόντα απελευθερώθηκαν αμέσως μετά την επαφή των δειγμάτων στο φωσφορικό ρυθμιστικό διάλυμα άλατος. Επιπλέον, εκτιμήθηκε η μικροβιακή αντίσταση των ημιστερεών σκευασμάτων (φυραμάτων) που παρασκευάστηκαν, στη μικροβιακή ανάπτυξη από βακτήρια, μύκητες και ζύμες. Η αξιολόγηση αυτών βασίστηκε στα κριτήρια της Ευρωπαϊκής Φαρμακοποιίας (EP). Ο κύριος σκοπός αυτής της εργασίας είναι να αξιολογήσει την αντιμικροβιακή προστασία, μέσω ενός τεστ αποτελεσματικότητας συντήρησης (preservative efficacy test), των τριών αυτών αργιλικών ορυκτών (καολινίτης, τάλκης και μοντμοριλλονίτης) φαρμακευτικής καθαρότητας πριν και μετά από τη μέθοδο εμπλουτισμού τους με μέταλλα όπως χαλκό και ψευδάργυρο. Επιπρόσθετα, ένας σημαντικός στόχος είναι να αξιολογήσει την επίδραση των αργιλικών ορυκτών εμπλουτισμένων με μέταλλα στην αντοχή της μικροβιακής ανάπτυξης όταν διαμορφώνονται σε τελικά προϊόντα σύμφωνα με τους κανονισμούς της Ευρωπαϊκής Φαρμακοποιίας και σε ποιο βαθμό μπορούν να υποκαταστήσουν τη χρήση συντηρητικών. Με βάση τα αποτελέσματα αυτής της διατριβής, συμπεραίνεται πως η τροποποίηση των φυσικών αυτών υλικών (αργιλικών ορυκτών με μέταλλα) μπορεί να αποτελέσει μία σοβαρή εναλλακτική λύση ενάντια στην αλόγιστη χρήση συντηρητικών και άλλων χημικών συνθετικών, τα οποία όπως έχει αποδειχθεί αποτελούν μία ολοένα και αυξανόμενη πηγή ρύπανσης του περιβάλλοντος. Τέλος η χρήση αυτών των υλικών τοπικά με μορφή ημιστερεών σκευασμάτων, λόγω της αντιμικροβιακής προστασίας που παρέχουν, θα μπορούσε να αντικαταστήσει αντιμικροβιακά φάρμακα τα οποία προκαλούν σημαντικές παρενέργειες στον ανθρώπινο οργανισμό (διάρροια, γαστρεντερικές διαταραχές κτλ.) λόγω των αντιβιοτικών που περιέχουν.

show abstract

Antibacterial Activity of Pharmaceutical Kaolin Modified With Copper

Cited by 3 publications

References 0 publications

The Antimicrobial Properties of Modified Pharmaceutical Bentonite with Zinc and Copper

The Antimicrobial Properties of Modified Pharmaceutical Bentonite with Zinc and Copper

Evaluation of the Antimicrobial Protection of Pharmaceutical Kaolin and Talc Modified with Copper and Zinc

Τροποποίηση Αργιλικών Ορυκτών Για Χρήση Σε Καλλυντικά Και Φαρμακευτικά Σκευάσματα Τοπικής Χορήγησης

Contact Info

Product

Resources

About