مواد و فناوری‌های پیشرفته

مواد و فناوری‌های پیشرفته

سنتز نانوذرات اکسید روی/گزنه به روش شیمیایی مرطوب و بررسی فعالیت ضدباکتریایی آن در برابر استافیلوکوکوس اورئوس‌های مقاوم به چند دارو، جداسازی‌شده از زخم‌های دیابتی

نوع مقاله : مقاله یادداشت پژوهشی

نویسندگان
سمانه سالمی نجف آبادی 1
منیر دودی 2
آرزو طهمورث پور 3
زهرا رضایتمند 4
غلامرضا امیری 5
1 دانشجوی دکتری، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم زیستی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، فلاورجان، اصفهان، ایران
2 استادیار گروه میکروبیولوژی ، دانشکده علوم زیستی ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد فلاورجان، ، اصفهان، ایران
3 دانشیار، گروه علوم پایه پزشکی، دانشکده دندانپزشکی، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، اصفهان، ایران
4 استادیار، گروه زیست شناسی گیاهی، دانشکده علوم زیستی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، فلاورجان، اصفهان، ایران
5 دانشیار، گروه علوم پایه، دانشکده علوم زیستی، واحد فلاورجان، دانشگاه آزاد اسلامی، فلاورجان، اصفهان، ایران
10.30501/jamt.2021.260476.1146
چکیده
با ظهور علوم جدیدی مانند فناوری نانو و هم­سویی آن با علوم مهندسی، زیست‌شناسی و پزشکی، امید به درمان بیماری‌های عفونی افزایش یافته است. از عفونت‌هایی که دامنه وسیعی از افراد جامعه را گرفتار خود کرده، عفونت زخم‌های دیابتی است که یکی از عوامل آن، باکتری استافیلوکوکوس اورئوس است. در این پژوهش، با بهره‌گیری از علم نانو و تلفیق آن با گیاه درمانگر گزنه که گیاه چندساله علفی و دارای ارزش غذایی و دارویی فراوانی است، نانوذرات اکسید روی/گزنه سنتز شد. سنتز نانوذرات اکسید روی/گزنه به روش شیمیایی مرطوب انجام شد. ارزیابی ساختاری و ریزساختاری نانوذرات اکسید روی/گزنه سنتز‌شده به‌وسیله پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) انجام شد. تأثیر ضدباکتریایی این نانوذرات بر استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به آنتی‌بیوتیک جدا شده از زخم دیابتی بررسی شد. عملکرد ضدباکتریایی نانوذرات اکسید روی/گزنه در برابر ایزوله‌‌های مقاوم به چند داروی (MDR) استافیلوکوکوس اورئوس، از طریق آزمون کیفی انتشار چاهک در آگار در غلظت‌های 032/0 تا 256/0 گرم/میلی لیتر نانوذرات سنتزشده انجام شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که ‌اندازه نانوذرات سنتز شده، 100 نانومتر و ریخت‌شناسی آن‌ها دوکی‌شکل بود و بیشترین خاصیت ضدباکتریایی این نانوذرات، در غلظت 256/0 ‌گرم/میلی‌لیتر، روی جدایه‌های استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به آنتی‌بیوتیک، با قطر ‌هاله 20 میلی‌متر و کمترین ‌هاله عدم رشد در غلظت 032/0 ‌گرم/میلی‌لیتر مشاهده شد. با توجه به یافته‌های این پژوهش، به‌نظر می‌رسد نانوذرات اکسید روی/گزنه، فعالیت ضدباکتریایی بهتری علیه باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس‌ مقاوم به آنتی‌بیوتیک جداشده از زخم دیابتی داشتند.
کلیدواژه‌ها
استافیلوکوکوس اورئوس
روش شیمیایی مرطوب
گزنه
مقاومت به چند دارو
نانوذرات

موضوعات

عنوان مقاله English

Synthesis of ZnO/Urtica Dioica Nanoparticles by Wet Chemical Procedure and Investigation of Its Antibacterial Activity Against Multiple Drug Resistant (MDR) Staphylococcus aureus Isolates of Diabetic Ulcers

نویسندگان English

Samane Salemi Najafabadi 1
Monir Doudi 2
Arezoo Tahmourespour 3
Zahra Rezayatmand 4
Gholam Reza Amiri 5
1 Ph. D. Student, Department of Microbiology, Faculty of Sciences, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Falavarjan, Isfahan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Microbiology, Faculty of Sciences, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Falavarjan, Isfahan, Iran
3 Associate Professor, Department of Basic Medical Sciences, Dental College, Isfahan (Khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan, Isfahan, Iran
4 Assistant Professor, Department of Plant Biology, Faculty of Sciences, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Falavarjan, Isfahan, Iran
5 Associate Professor, Department of Basic Sciences, Faculty of Sciences, Falavarjan Branch, Islamic Azad University, Falavarjan, Isfahan, Iran
چکیده English

The emergence of new sciences such as nanotechnology and its convergence with engineering, biology and medicine, it is raising hopes for the treatment of infectious diseases. One of the infections that has affected a wide range of people in the community Infection of diabetic wounds, one of the causes of which is the bacterium Staphylococcus aureus. In this study, using nanoscience and combining it with the old herbal medicine plant nettle, which is a perennial herb. And ZnO has great nutritional and medicinal value. Zinc oxide (ZnO) nanoparticles were synthesized by nettle coating. Synthesis of ZnO nanoparticles was performed by wetting the nettle plant by chemical method. Structural evaluation of minister nanoparticles of ZnO synthesized by X-Ray Diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was performed. The antibacterial effect of this nanoparticle on antibiotic-resistant Staphylococcus aureus isolated from diabetic wounds was investigated. The antibacterial performance of ZnO/Urtica diocia nanoparticles against Staphylococcus aureus Multi Drug Resistant (MDR) isolates was evaluated by qualitative agar well diffusion test at concentrations of 0.032 to 0.256 g/ml of synthesized nanoparticles. The results of this study showed that the size of the synthesized nanoparticles was 100 nm and spindle-shaped and the highest antibacterial properties of these nanoparticles at a concentration of 0.256 g/ml on antibiotic-resistant Staphylococcus aureus isolates with a halo diameter of 20 mm and the lowest an inhibition of growth was observed at a concentration of 0.032 g/ml. According to the findings of this study it seems that ZnO/Urtica dioica nanoparticles had good antibacterial activity against antibiotic-resistant Staphylococcus aureus isolated from diabetic wounds.

کلیدواژه‌ها English

Staphylococcus aureus
ZnO
Wet Chemical Method
Urtica Diocia
Multiple Drug Resistant (MDR)
Nanoparticles
  1. Yu, B., Leung, K. M., Guo, Q., Lau, W. M., Yang, J., "Synthesis of Ag-TiO2 composite nano thin film for antimicrobial application", Nanotechnology, Vol. 22, No. 11, (2011), 115603. https://doi.org/10.1088/0957-4484/22/11/115603
  2. Moghanian, A., Zohour Fazeli, M. A., "Investigation the in vitro and bacterial properties of magnesium and copper containing bioactive glasses", Journal of Advanced Materials and Technologies (JAMT), Vol. 9, No. 2, (2020), 19-33. (In Farsi). https://org/10.30501/JAMT.2020.195763.1041
  3. Stevens, E., Laabei, M., Gardner, S., Somerville G. A., Massey, R. C., "Cytolytic toxin production by Staphylococcus aureus is dependent upon the activity of the protoheme IX farnesyltransferase", Journal of Scientific Reports, Vol. 7, (2017), 137-144. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-14110-8
  4. Bonnmain, B., "Superparamagnetic agents in Magnetic Resonance Imaging: Physiochemical characteristics and clinical cpplications, A review", Journal of Drug Target, Vol. 6, No. 3, (1998), 167-174. https://doi.org/10.3109/10611869808997890
  5. Aruoja, V., Dubourguier, H. C., Kasemets, K., Kahu, A., "Toxicity of nanoparticles of CuO, ZnO and TiO2 to microalgae Pseudokirchneriella subcapitata", Sciences of the Total Environment, Vol. 407, No. 4, (2009), 1461-1468. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2008.10.053
  6. Mirhosseini, M., Firouzabadi, B. F., "Antibacterial activity of zinc oxide nanoparticle suspensions on food-borne pathogens", International Journal of Dairy Technology, Vol. 66, No. 2, (2013), 291-295. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12015
  7. Dimkpa, Co., Alyssa, C., Britt, D. W., Mclean, J. E., Anderson, A. J., "Responses of a soil bacterium, Pseudomonas chlororephis O6 to commercial metal oxide nanoparticles compared with responses to metal ions", Environmental Pollution, Vol. 159, No. 7, (2011), 1749-1756. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.04.020
  8. Sharp, A., Clark, J., "Diabets and its impact on wound healing", Journal of Nursing Standard, Vol. 25, (2011), 45-47. https://doi.org/10.7748/ns2011.07.25.45.41.c8626
  9. Das, M., Sarma, B. P., Rokeya, B., Parial, R., Nahar, N., Mosihuzzaman, M., "A ntihyperglycemic and anti hyperlipidemic activity of Urtica dioica on type 2 diabetic model rats", Journal of Diabetology, Vol. 2, (2011), 2. https://www.juornalofdiabetoilogy.org/
  10. Rigato, M., Pizzol, D., Tiago, A., Putoto, G., Avogaro, A., Fadini, G. P., "Characteristics, prevalence, and outcomes of diabetic foot ulcers in Africa: A systemic review and meta-analysis", Journal of Diabetes Research and Clinical Practice, Vol. 142, (2018), 63-73. https://doi.org/10.1016/j.diabres.2018.05.016
  11. Mueller, N. C., Nowack, B., "Exposure modeling of engineered nanoparticles in the environment", Environmental Science and Technology, Vol. 42, (2008), 4447-4453. https://doi.org/10.1021/es7029637
  12. Imani, S., Zagari, Z., Rezaei-Zarchi, S., Zand, A. M., Dorodiyan, M., Bariabarghoyi, H., Lotfi, F., "Antibacterial effect of CrO and Co Fe2O4 nanoparticles upon Staphylococcus aureus", Journal of Fums, Vol. 3, (2021), 1-83. (In Farsi). http://journal.fums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1-51&slc_lang=en&sid=1
  13. Shen, G. H., Wang, J. L., Wen, F. S., Chang, K. M., Kuo, C. F., "Isolation and characterization of φkm18p, a novel lytic phage with Acinetobacter baumanni", US National Library of Medicine, National Institues of Health, 10, (2012), e46537. https://doi.org/10.1371/j.pone.0046537
  14. Mohammed-Ali, M. N., Jamalludeen, N. M., "Isolation and characterization of bacteriophage against methicillin resistant Staphylococcus aureus", Journal of Medicin Microb Diagnostic, Vol. 5, No. 1, (2015), 1000213. https://dx.doi.org/10.4172/2161-0703.1000213
  15. Wenru, L. I., "Antibacterial activity and mechanism of Silver nanoparticles on Esherichia coli", Applied Journal Microbiology and Biotechnolgy, Vol. 85, (2010), 1115-1122. https://doi.org/10.1007/S00253-009-2159-5
  16. Koosha, R. Z., Fooladi, A. A. I., Hosseini, H. M., Aghdam, E. M., "Prevalence of exfoliative toxin A and B genes in Staphylococcus Of action", Applied Microbiology Research Center, Baqiyatallah University of Medical Sciences, 91, No. 3, (2001), 453-462. https://doi.org/10.1064/j.1365-2672.2001.01428.x
  17. Khakpour, Z., Pourfarahani, H. A., Maghsoudipour, A., Ebadzadeh, T., "Hydrothermal synthesis of hematite nanoparticles doped with (Ti and Sn) and deposition on FTO", Journal of Advanced Materials and Technologies (JAMT), 7, No. 3, (2018), 11-18. (In Farsi). https://doi.org/10.30501/JAMT.2018.91737
  18. Taheri–Nassaj, E., Khajelakzay, M., "Synthesis of lead titanate ziconate nano powders via sol-gel process and investigation of dielectric properties of the sintered pellets”, Journal of Advanced Materials and Technologies (JAMT), Vol. 2, No. 1, (2013), 49-54. (In Farsi). https://doi.org/10.30501/JAMT.2634.70178
  19. Yousefi, H., Jannesari, M., Khosravi, A., Mokhtari, A., Khani, O., "Synthesis of ZnS: Fe semiconductor nanoparticles and investigation of their physical and optical properties", (1385). SID.ir
  20. Shariat, E., Hoseini, H., Porahmad, R., "Antibacterial aqueous extract of Urtica diocia and marjoram against Escherichia coli, Salmonella typhi, Pseudomonas aeruginosa", Journal of Innovation in Food Science and Technology, Vol. 4, No. 4, (2010). (In Farsi). http://10.18869/acadpub/Sjimu.24.370
  21. Richard, J. L., Sotto, A., Lavigne, J. P., "New insights in diabetic foot infection", Journal of World Diabetes, Vol. 2, No. 2, (2011), 24-32. http://dx.doi org/10.4239/wjd.v2.i2.24. PMid: 21537457
  22. Ahmadi, Z., Tajbakhsh, E., Momtaz, H., "Detection of the antibiotic resistance pattern in Staphylococcus aureus isolated from clinical samples obtained from patients hospitalised in Imam Reza Hospital, Kermanshah", Journal of Microbial World, Vol. 6, No. 4, (2014). (In Farsi). https://ijmm.ir/browse.php?a_code=A-10-697-1&slc_lang=en&sid=1
  23. Nathwani, D., "Health economic issues in the treatment of drug–resistant serious gram–positive infection", Journal of the Infect, Vol. 59, No. 1, (2009), S-40-50. https://doi.org/10.1016/S0163-4453(09)60007-4
  24. Oliveira, A. F., Filho, H. O., "Microbiological species and antimicrobial resistance profile in patients with diabetic foot infections", Journal Vascular Brasileiro, Vol. 13, No. 4, (2014), 289-293. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i2.12161
  25. Voicu, G., Oprea, O., Vasile, B. S., Andronescu, E., "Photoluninescence and photocatalytic activity of Mn-doped ZnO nanoparticles", Digest Journal of Nanomateirals and Biostructures, Vol. 8, (2013), 667-675. https://doi.org/10.21467/anr.3.1.28-39
  26. Hossaini, F., Khanaferi, A., Practical Mcrobiology, 1th, edited by: Poursina, Danesh Fajr, (2001). (In Farsi).
  27. Vicentini, D. S., Smania, A. J. R., Laranjeira, M. C. M., "Chitosan/poly (vinyl alcohol) films containing ZnO nanoparticles and plasticizers", Journal of Materials Science and Engineering, 30, (2010), S0928-4931. https://doi.org/10.1016/j.msec.2009.01.026
  28. Rafiee, B., Ghani, S., Sadeghi, D., Ahsani, M., "Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using eucalypteus mellidora leaf extract and evaluation of its antimicrobial effects", Journal of Babol University of Medical Sciences, 10, (2018). (In Farsi). http://www.jbums.org/article-1-7738
  29. Rahimi, K. S., Homayouni, M., Ardalan, T., "Antibacterial activity of zinc oxide nanoparticles synthesized by the green method from Hyssopus officinail Extract", Journal of Yafteh, 4, (2019), 107-115. (In Farsi). http://www.yafte.lums.ac.ir/article-1
  30. Naddafi, S. H., Soltan Dalla, M. M., Partoazar, A., Dargahi, Z., "Antibacterial activity of ZnO nanoparticles on standard and isolated strains of Salmonella enteritidis and Bacillus cereus associated with Iranian foods", Journal of Gorgan University of Medical Sciences, Vol. 22, No. 2, (2020), 82-88. (In Farsi). http://goums.ac.ir/journal/article-1-3627-en.html
  31. Yoong, P., Pier, G. B., "Immune-activating properties of panton- valentine leukocidin nanoparticles and plasticizers”, Journal of Materials Science and Engineering, Vol. 80, No. 2, (2012), 2894-2904. https://doi.org/10.1128/IAI.06360-11
  32. Eslami, G., Taheri, S., Nalchi, F., Baseri, N., Samadi , R., Azar- Gashb, A., "The effect of bacteria that cause skin infections and their antibiotic resistance pattern in patients referred to Shohada, Loghman Hospitals in 2007-2008", Journal of Research in Medicin, 36, No. 4, (2009), 215-210. (In Farsi). http://www.pejouhesh.sbmu.ac.ir

 

 

مواد و فناوری‌های پیشرفته
دوره 10، شماره 3
پاییز 1400
صفحه 79-88

  • تاریخ دریافت 19 بهمن 1399
  • تاریخ بازنگری 06 تیر 1400
  • تاریخ پذیرش 27 آذر 1400