اثر ضدباكتريايي نانوذرات شيشه زيست فعال تهيه شده به روش سل ژل

Antibacterial effect of bioactive glass nanoparticles prepared via sol gel method

زمينه: عفونت از جمله مشكلات عمده اي است كه بيومواد ايجاد مي كنند. شيشه هاي زيست فعال خاصيت همبندي با استخوان و قابليت جذب مناسبي داشته و برخي از آن ها خواص ضدباكتريايي نيز نشان داده اند. بنابراين اين مواد گزينه اي مناسب در كاربردهاي ارتوپدي و دنداني مي باشند. هدف از اين تحقيق بررسي اثر ضدباكتريايي نانوذرات شيشه زيست فعال بود. روش ها:. در اين مطالعه تجربي تركيب شيشه هاي 37S و 58S به‌روش سل ژل سنتز شدند. پودرهاي تهيه‌شده با تكنيك هاي پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و فلورسانس اشعه ايكس (XRF) مشخصه يابي شدند. فعاليت ضدباكتريايي اين تركيبات بر روي باكتري هاي گرم منفي اشريشياكلي (Escherichia coli) و باكتري گرم مثبت استافيلوكوكوس اوريوس (Staphylococcus aureus) بررسي شد. اثر ضد باكتريايي نمونه ها در غلظت هاي 25، 50 و 100 ميلي گرم پودر در هر ميلي ليتر محيط كشت بررسي شد. يافته ها: اندازه ذرات نمونه ها عمدتاً كم‌تر از 100 نانومتر بود. شيشه 37S بيشترين فعاليت ضدباكتريايي و حداقل غلظت باكتري‌كشندگي (MBC) را در غلظت mg/ml 25 و بر هر دو باكتري نشان داد. شيشه 58S در غلظت هاي كم‌تر از mg/ml100 فعاليت ضدباكتريايي نداشت، هرچند كه در اين غلظت باكتري هاي اشريشياكلي را كاملاً از بين برد و رشد باكتري هاي استافيلوكوكوس اوريوس را نيز كاهش داد. نتيجه گيري: با توجه به اثر ضدباكتريايي اين شيشه هاي زيست فعال بر دو گونه مهم باكتريايي، مي توان اين مواد را در كاربردهاي ارتوپدي كانديدي مناسب جهت كاربرد در زمينه هاي درمان عيوب استخواني و دنداني در نظر گرفته و تحت بررسي بيشتر قرار داد.

Background: Infection constitutes the most important complication caused by biomaterials. Bioactive glasses have properties such as osteoconductivity and good restorability, some of which have revealed antibacterial effects. Therefore, these biomaterials are appropriate candidates for orthopedic and dental applications. The present study was conducted to analyze the antibacterial effect of bioactive glass nanoparticles. Methods: In this experimental study, 37S and 58S glass compositions were synthesized via sol-gel technique. Characterization techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray fluorescent (XRF) were used for the prepared powders. The antibacterial activity of these compounds was studied using Escherichia coli as gram negative and Staphylococcus aureus as gram positive bacteria. The antibacterial effect of samples was evaluated at concentration of 25, 50 and 100 mg/ml. Results: The particle size of the samples was mainly less than 100 nm. The 37S glass showed the highest antibacterial activity and the minimum bactericidal (MBC) at 25 mg/ml concentration against both bacteria. At broth concentrations below 100 mg/ml, 58S showed no antibacterial activity; however, it completely eliminated Escherichia bacteria and reduced the growth of Staphylococcus aureus bacteria. Conclusion: These bioactive glass nanopowders can be regarded as good candidates in orthopedic application for the treatment of bone and dental defects but need supplementary and more evaluation considering their antibacterial effect on two important bacteria.