УДК 1
Шарко А.А.
магистрант 2 курса Самарский национальный исследовательский университет имени академика Королёва, (Россия, г. Самара)
Научный руководитель: Клёнова Н.А.
доктор биологических наук, профессор, Самарский национальный исследовательский университет имени академика Королёва, (Россия, г. Самара)
АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ГЕЛЬ-ПЛЁНОК БАКТЕРИАЛЬНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ С ДОБАВЛЕНИЕМ ХЛОРГЕКСИДИНА
Аннотация: бактериальная целлюлоза получила широкое применение в нескольких отраслях народного хозяйства в мировой практике: для создания биофильтров с различными размерами, для иммобилизации микроорганизмов и ферментов; в бумажной и упаковочной промышленностях. В текстильной промышленности бактериальную целлюлозу используют для создания новых тканей, в медицине для производства искусственной кожи; в высокотехничной промышленности для производства новых материалов, нанокомпозитов, в экологии для очистки сточных вод.
Целью исследования стало изучение антибактериального действия храненных в 70%-ном этиловом спирте гель-плёнок и сухих плёнок бактериальной целлюлозы, перед использованием выдержанных в растворе хлогексидина.
Результаты исследований показали наличие антибактериального эффекта у изученных плёнок бактериальной целлюлозы с хлоргексидином, наиболее высокая активность характерна для влажных гель-плёнок.
Ключевые слова: гель-плёнки, бактериальная целлюлоза, хлоргексидин, антибактериальная активность
Введение. Бактериальная целлюлоза является полимером глюкозы. Способностью бактерий является накопление её в питательной среде в виде кожистой и плавучей гель-плёнки. Бактериальная целлюлоза в отличии от растительной обладает более мелкими порами и имеет достаточную механическую прочность. В отличие от синтетических полимеров, бактериальная целлюлоза является биологически совместимой, то есть она не наносит физиологического вреда человеческому организму и не отторгается им [5]. Гель-плёнка бактериальной целлюлозы, которой в технологическом процессе выращивания можно придать любые размер и форму, используется в качестве влажного антисептического покрытия при лечении ран, ожогов и воспалений, особенно при внесении в нее соответствующих лекарственных средств. Благодаря гель-плёнкам бактериальной целлюлозы восстанавливается кожный покров, потенциально из них можно производить протезы кровеносных сосудов, а в перспективе регенерировать хрящи и костную ткань [4]. Недостатком является отсутствие промышленных методов производства и дороговизна данного материала, поэтому важным представляется выяснение вопросов, связанных с хранением и длительным использованием гель-плёнок бактериальной целлюлозы.
Целью исследования стало изучение антибактериального действия храненных в 70%-ном этиловом спирте гель-плёнок и сухих плёнок бактериальной целлюлозы, перед использованием выдержанных в растворе хлоргексидина.
Методика исследования
Нативные пленки бактериальной целлюлозы получены при культивировании Gluconacetobacter sucrofermentans Н-110 (ВКПМ 11267), на среде следующего состава: D-глюкоза - 20,0 г/л; дрожжевой экстракт - 5,0 г/л;
пептон - 5,0 г/л; Na2HPO4 - 2,7 г/л; лимонная кислота - 1,15 г/л; при pH 6,0 и условиях автоклавирования 121°С, 20 минут [2]. Бактерии культивировали в жидкой среде в течение 3 суток с перемешиванием 150 об/мин в шейкере-инкубаторе Environmental Shaker-Incubator ES 20/60, фирмы «Biosan» при температуре 30°С, затем стационарно в течение 5 суток при той же температуре. Полученные гель-плёнки отмывали дистиллированной водой, помещали в 0,1 н NaOH и нагревали до 80°С в течение часа в сушильном шкафу. Процедуру повторяли Зх-кратно. Затем снова отмывали дистиллированной водой, после -0,5%-ным раствором HCl и снова промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции [3]. Гель-пленки, нарезанные на образцы размером 1х1 см, хранили в 70% этиловом спирте в течение года в пластиковой посуде при температуре 10-120С.
Для эксперимента использовались влажные и сухие плёнки БЦ размером 5х5 мм для более корректного отображения зон ограничения роста бактерий при помещении их в чашки Петри. Высушивание плёнок проводили в чашках Петри d 4,5см на кальке над простерилизованными гранулами силикагеля. Чашки помещали в эксикатор на 7 суток при комнатной температуре. При этом регистрировалось уменьшение веса плёнок в среднем в 6 раз.
Сухие и влажные образцы плёнок помещали в 0,05%-ный раствор хлоргексидина и выдерживали в течение 3-х суток.
Для исследования антибактериального влияния полученных композитов в качестве тестовой культуры использовали штамм E.coli M-17/pColap. Суточный инокулят с плотностью популяции 0,4 ед.ОП (670 нм, 0,5 см) в количестве 0,1 мл высевали на чашки Петри с МПА распределением по поверхности агара. На свежие посевы помещали по 4-5 образцов сухих плёнок или влажных гель-плёнок бактериальной целлюлозы и выращивали при температуре 300С в течение 24 часов.
Результаты
Исследование антибактериального действия влажных гель-плёнок бактериальной целлюлозы, храненных в 70%-ном этиловом спирте и затем выдержанных в 0,05%-ном растворе хлоргексидина в течение суток показало, что по сравнению с контрольными образцами (не помещаемыми в хлоргексидин) приобретают антибиотические свойства по отношению к Е.соИ М-17/рСо1ар (табл.).
Таблица - Зоны задержки роста Е.соИ М-17/рСо1ар вокруг образцов влажных и сухих гель-плёнок бактериальной целлюлозы
Варианты композитов Диаметры зон задержки роста, мм
Влажные гель-пленки (контроль) Зоны задержки роста отсутствуют
Влажные гель-пленки, выдержанные в хлоргексидине 24 часа 8,13±0,97
Сухие пленки бактериальной целлюлозы (контроль) Зоны задержки роста отсутствуют
Сухие пленки бактериальной целлюлозы, выдержанные в хлоргексидине 24 часа 3,75±0,77*
*Р>0,01 по отношению к влажным пленкам + хлоргексидин
Антибактериальный эффект более выражен у влажных гель-плёнок, зоны задержки роста Е.соИ М-17/рСо1ар выше более, чем в 2 раза.
Данный факт позволяет предположить возможность использования данной разновидности бактериальной целлюлозы помимо перевязочного материала ещё
и как функционального элемента медицинских лейкопластырей, учитывая их тождественный эффект в сравнении с более распространенными влажными аналогами.
В ходе эксперимента удалось достичь всех поставленных планов и ожидаемых результатов. Использование оптимального по соотношению «цена-качество» антибиотика хлоргексидин с увлажненными гель-плёнками бактериальной целлюлозы в потенциальном составе медицинских пластырей может стать эффективным для обработки ссадин и ран малой и средней тяжести в бытовых условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Легонькова, О.А. Современные раневые покрытия их свойства и особенности / О.А. Легонькова, А.А. Алексеев // Вестник Росздравнадзора. - 2015. - № 6. - C. 66-68.
Патент №2523606: Штамм Gluconacetobacter sucrofermentas - продуцент бактериальной целлюлозы. Авторы: Ревин В.В., Льяськина Е.В. 20.07.2014. Бюл. №20.
Ревин В.В., Льяськина Е.В., Пестов Н.А. Получение бактериальной целлюлозы и нанокомпозиционных материалов // Саранск: Издательство Мордовского Университета, 2014. 128 с.
Санкт-петербургский университет, Чудо-плёнки, или слово о бактериальной целлюлозе [Электронный ресурс], 2007. - Режим доступа: http: // www.spbumag.nw.ru/2007/03/9. shtml
Фан Ми Хань. Биотехнология бактериальной целлюлозы с использованием штамма-продуцента Gluconacetobacter hansenii GH-1/2008: автореф. дис. канд. биол. наук // ФГБОУ ВПО «Московский Государственный Университет Тонких Химических Технологий имени М.В. Ломоносова». М., 2013. 25 с.