Properties of Bacterial Cellulose Composites with Silver Nanoparticles

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 Production From Oil Palm Frond Juice and Its Impregnation With Silver Nanoparticles for Antibacterial Wound Dressing

“…It was found that 1.463 mg of Ag was incorporated into 100 cm 2 of BC-AgNPs composite when prepared using 1 mM AgNO 3 concentration. The result is comparable to those reported in previous studies with values ranging from 0.04-16.00 mg Ag per 100 cm 2 composite, using the same hydrothermal method to prepare BC-AgNPs composite (Li et al, 2015;Volova et al, 2018).…”

“…Remarkably, the large inhibition zone of 29 ± 0.8 mm was measured for the BC-AgNPs composite, showing the susceptibility of S. aureus to the bactericidal effect of AgNPs (Figure 6b). Likewise, the effect was observed in other studies where the inhibition zones of 15 mm (Volova et al, 2018) and 9 mm (Yang et al, 2012) were shown by BC-AgNPs composites prepared by 1 mM AgNO 3 against the Gram-positive bacterium S. aureus. The different inhibition zone values may be caused by the use of different impregnation methods as well as the quantity of Ag + ions released from the BC composites (Wu et al, 2014).…”