جزيئات الفضة النانوية المحملة بالسيبروفلوكساسين كنهج علاجي ذكي لبعض التطبيقات الطبية الحيوية

الباحث

دعاء رحمن ابراهيم

المشرف

نهاية نعمة حسين

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم العلوم التطبيقية / التقنيات الإحيائية

الشهادة

ماجستير

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Silver Nanoparticles; Ciprofloxacin; Drug Delivery; Antibacterial Activity

تضمنت هذه الدراسة مائة واثنين وخمسين عينة مقايضة من مرضى قرحة القدم السكري الذين تتراوح أعمارهم بين 87-75 سنة ، خلال الفترة من © تشرين الأول ٠١7١ إلى Ke كانون الثاني ، من عيادات خاصة مختلفة في وحول بغداد ومستشفى المدينة الطبية في بغداد / العراق . أظهرت نتائج العينات التي تم جمعها أن تكرار الذكور 85 (755.37) أكثر من الإناث WY (455.0) ، والفئة العمرية من )18-5١( سنة كانت أكثر تأثرًا ب قرحة القدم السكري بنسبة 4 .بالإضافة إلى ذلك ، كان معظمهم من النوع الثاني للسكري. من هذه العينات السريرية، خمسة وخمسون عزلة من بكتيريا Staphylococcus aureus وخمسة وثلاثون عزلة من ،Acinetobacter baumannii وثلاثون عزلة من بكتيريا Serratia marcescens و عشرة عز لات من Candida albicans عزلت من قرحة القدم السكري و تم تشخيص العزلات من الناحية المظهرية والمجهرية والكيميائية الحيوية ، ثم تم تأكيد التشخيص باستخدام جهاز 1/1117162. تم إجراء اختبار الحساسية للمضادات الحيوية للعزلات بطريقة الانتشار القرصيء وتم اختيار أكثر العزلات مقاومة للسيبروفلوكساسين Cus (CIP) كانت جميع انواع البكتريا مقاومة للسبروفلوكساسين. في هذا العمل ، تم تحميل المضاد الحيوي (سيبروفلوكساسين) على جزيئات الفضة النانوية ،(AgNPs) والتي تم تصنيعها بطريقة الاختزال الكيميائي، ولتحسين طرق العلاج Jas بديل ضد بكتريا القدم السكري. للحصول على أفضل النتائج، اقترحنا طريقة تتضمن استخدام بولي ايثيلين كلايكول (PEG400) لتحضير ،AgNPs-PEG لتعزيز استقرار الجسيمات النانوية وكرابط بين CIP و AgNPs لإنتاج OS yall النانوي الجديد -AgNPs-PEG-CIP تم فحص الخصائص الفيزيائية والكيميائية للحجم والأشكال وتوزيع الحجم والخصائص المضادة للبكتيريا ومضادات الأكسدة والمضادة للبيوفيلم من AgNPs و AgNPs-PEG و AgNPs-CIP و 21255-580-015علح ومقارنتها Lad بينها لفهم الأدوار والتفاعل ، والإجراءات البيولوجية لهذه الكيانات النانوية المختلفة, وصفت دقائق الفضة النانوية المحضرة واقترانها مع PEG و CIP بالتغير اللوني، وقياس الطيف الضوئي فوق البنفسجي (UV / vis) ، مطياف ayy sf للأشعة تحت الحمراء (FTIR) ، حيود الأشعة السينية (XRD) ، مجهر إلكتروني لمسح ماسح (FE- SEM) مع التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) ، والمجهر الإلكتروني النافذ (TEM) ، وتحليل جهد زيتا وتشتت الضوء الديناميكي (DLS) 2 الخلاصة أظهر الفحص الطيفي للأشعة المرئية وفوق البنفسجية أعلى امتصاص بطول موجي يبلغ 477 نانومتر و 551 نانومتر 5 EVV نانومتر و £08 نانومتر فيما يتعلق ب AgNPs و AgNPs- AgNPs-CIP 6 و AgNPs-PEG-CIP ©، على التوالي. وهو مؤشر تكوين هذه الجسيمات النانوية . أظهر XRD التركيب البلوري لدقائق الفضة النانوية و واقتراناتها .أظهر 1-71 أن شكل Gila الفضة النانوية كروي بمدى حجم من ET VAG PY A نانومتر، ومزيجها له شكل كروي إلى بيضويء، مع نطاق حجم من 5٠.0١8 إلى AY EV نانومتر ل AgNPs-PEG و57.44 إلى 18.58 نانومتر ل .AgNPs-PEG-CIP يوضح EDX أن النسبة المئوية لوزن ذرات الفضة في AgNPs و AgNPs-PEG و AgNPs-PEG-CIP في عينة السائل كانت 75٠0.5 و 778.5 و 7١5.0 على التوالي .أظهرت صورة TEM أن AgNPs واقترانها لها JSS كروي إلى بيضويء ويظهر الرسم البياني لتوزيع الحجم المتوسط عند PY EA نانومتر و EV FO نانومتر و 51.78 نانومتر ل AgNPs و AgNPs-PEG-، AgNPs-PEG CIP ظهرت نتائج age زيتا ل AgNPs واقتراناتها Lad سلبية ومستقرة إلى as ما ل AgNPs و AgNPs-PEG-CIP عند mV Y1.A£- ل AgNPs ، 28.46 -مللي فولت AgNPs4 ~PEG-CIP ومستقرة جيدة ل 37.66- AgNPs-PEG يُظهر تحليل DLS توزيع ass الجسيمات ل AgNPs واقتراناتها الموزعة في J glare حيث كان متوسط توزيع حجم الجسيمات 1 نانومتر 2.179 نانومتر و 117.5١ نانومتر ل AgNPs و AgNPs-، AgNPs-PEG PEG-CIP مما يؤكد تشكيل هذه الجسيمات بحجم نانوي . ثبطت دقائق الفضة النانوية ونترات الفضة (AgNO) نمو العزلات الميكروبية بتركيزات )٠٠١ ١ One 755 NYC) ميكروجرام .أظهرت النتائج أن AgNPs كان له تأثير مثبط أكثر على نمو البكتيريا من AgNO; أظهرت النتائج أن Staphylococcus aureus كانت أكثر حساسية ل AgNO; و AgNPs من Acinetobacter baumannii و Serratia 5 مر تم فحص الاقترانات AgNPs-PEG و AgNPs-PEG-s AgNPs-CIP CIP أيضًا من أجل تأثيرها التآأزري على نمو العزلات البكتيرية للقدم السكري باستخدام طريقة الانتشار الجيدء بعد معالجتها ب AgNPs بتركيز ٠٠١ ميكروغرام . من النتائج أظهرت زيادة في أقطار منطقة التثبيط مقارنة مع CIP و AgNPs الحرة . لكن التركيبة النهائية-71259-5150ع,/ 0[10أظهرت تأثيرًا ممتازًا مضادًا للبكتيريا يصل إلى 79 ملم و 6” ملم و 5١ ملم في Staphylococcus aureus و Serratia marcescens، Acietobacte baumannii تم قياس الحد الأدنى من التركيز المثبط (MIC) ل AgNPs واقترانهاء وأظهرت النتائج أن AgNPs+ MIC و PEG-AgNPs لبكتيريا Staphylococcus aureus كانت dil من 3 الخلاصة البكتيريا الأخرىء وكان اقل AgNPs-PEG -CIP4 MIC لجميع البكتيريا المختبرة، والتي أظهرت نشاطًا Lille مضادًا للبكتيريا مع انخفاض معنوي في MIC . كما تم تحديد التركيز القاتل الادنى (MBC) وأظهرت النتائج أن AgNPs-PEG-CIP كان له أيضًا تأثير أقوى في تثبيط نمو البكتيريا . Cus كانت 448 Acinetobacter ، Staphylococcus aureus) MBC Serratia marcescens baumannii °¥.,0,9%.¥ ١ميكروغرام مل" على التوالي . تم فحص Lath الغشاء الحيوي الرقيق كمياً بواسطة الجسيمات النانوية باستخدام أنابيب الاختبار، وكان تأثير AgNPs-PEG-CIP هو الأفضل . وقد تم تقييم تأثير AgNPs واقتراناتها على نمو pall GY je السكري الميكروبية ely على تحديد منحنى النموء وأظهرت النتائج أن نمو aureus 115 3107111020و LS Serratia marcescens عند V+ دقيقة بالنسبة لدقائق الفضة النانوية الحرة و المغلفة sic sAGNPs-PEG دقيقة ١٠بالنسبة ل AgNPs-PEG- 0[1)بينما تم تثبيط Acinetobacter baumannii عند 1١ دقيقة مع AgNPs واقتراناتها . أظهر نشاط مضادات الأكسدة ل AgNPs باستخدام فحص 76١0.38 6 /5١0.55 6 153.66 ، ZIT AY 6 773.64 ، بتركيزات (5.75 , 17.5 ء 75+ )٠٠١ ١ 5١ ميكروغرام مل ' ، على التوالي . وكان نشاط مضادات الأكسدة ل AgNPs-CIP و AgNPS-PEG 2/0574 6١45 بينما كانت أعلى قيمة في AgNPs-PEG-CIP والتي كانت 255.75 . تمت أيضًا دراسة تأثير AgNPs واقتراناتها على النمط الكروموسومي.

Diabetic foot ulcers are one of the most common public health issues worldwide, putting a social strain on those who suffer from them. This study included one-hundred fifty-two swabs from diabetic foot ulcer patients with age (36-82) years, during the period from 5 October 2021 to 30 January 2022, from different private clinics in and around Baghdad and Medical City Hospital in Baghdad/Iraq. The results of collected samples revealed that the frequency of males 85 (55.92%) more than females 67 (44.07%), and the age group of (51-68) years was more ages affected by diabetic foot ulcer at 48.68% percentage. In addition, the majority of them were with Type 2 Diabetes mellitus. From these clinical specimens, fifty-five isolates of Staphylococcus aureus, thirty-five isolates of Acinetobacter baumannii, thirty isolates of Serratia marcescens bacteria and ten isolates of Candida albicans were isolated from diabetic foot ulcer. The isolates were diagnosed morphologically, microscopically, and biochemical tests, then the diagnosis was confirmed using the VITEK2 system. In the present study, the antibiotic, Ciprofloxacin (CIP), was loaded onto silver nanoparticles (AgNPs), which were synthesized via the chemical reduction method, to improve the treatment schemes as an alternative solution against diabetic foot bacteria. For the best results, it was proposed a method that used Polyethylene glycol-400(PEG) to prepare coated AgNPs-PEG with enhanced stability, and through the intermediary of the Polyethylene glycol as a linker between Ciprofloxacin and silver nanoparticles to produce the novel nano-conjugates AgNPs-PEG-CIP, as the final formulation of the intended nanomedicine. The physico-chemical properties of size, shapes, size distribution, antibacterial, antioxidant, and anti-biofilm properties of the bare AgNPs, AgNPs-PEG, AgNPs-CIP, and AgNPs-PEG-CIP were investigated and compared amongst them to understand the roles and reactivity, and biological actions of these different nano-entities. The prepared silver nanoparticles and their conjugates ,with Polyethylene glycol and Ciprofloxacin were characterized by color visualization, ultraviolet-visible (UV/vis) spectrophotometer, Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) with Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Transmission Electron Microscopy (TEM), zeta potential analysis and dynamic light scattering (DLS). The UV-Vis spectroscopy examination has shown the highest absorbance at 438nm, 426nm, 477nm, and 454nm for AgNPs and AgNPs-PEG, AgNPs-CIP, and AgNPs- PEG-CIP, respectively. Which indicates of the creation of these nanoparticles. the crystalline structure of silver nanoparticles and their conjugates has been revealed by XRD. FE-SEM has shown the morphology of silver nanoparticles which have a spherical shape with a size range of 32.08 to 43.28 nm, and their conjugates have spherical to oval shapes, with a size ranging from 41.08 to 82.49 nm for AgNPs-PEG and 63.44 to 98.28 nm for AgNPs-PEG-CIP. EDX shows that the weight percentage of silver atoms in AgNPs, AgNPs-PEG, and AgNPs-PEG-CIP liquid samples was 60.4%, 28.4%, and 15.0%, respectively. TEM images demonstrated that silver nanoparticles and their conjugates have spherical to oval shapes, and the histogram of size distribution shows the mean at 33.48nm, 47.35 nm, and 59.78nm for AgNPs, AgNPs-PEG, and AgNPs-PEG-CIP, respectively. The results of The Zeta potential of silver nanoparticles and their conjugates were negative values and moderately stable for AgNPs at -26.84mV and AgNPs-PEG-CIP at -28.46 mV, and good stable for AgNPs-PEG at -37.66mV. The particles size distribution of silver nanoparticles and their conjugates distributed in colloidal suspensions was 57.9 nm, 72.63nm, and 97.31 nm for AgNPs, AgNPs-PEG, and AgNPs-PEG-CIP, confirming the formation of these particles at the nano-size. Silver nanoparticles and silver nitrate were tested for inhibition the growth of microbial isolates at concentrations (12.5, 25, 50, 100)μgmL-1. The results showed that silver nanoparticles inhibited the bacterial growth more than silver nitrate. The finding revealed that Staphylococcus aureus was more susceptible to silver nitrate and silver nanoparticles than other types of pathogenic bacteria studied. The synergistic effect of AgNPs-PEG, AgNPs-CIP, and AgNPs-PEG-CIP conjugates against diabetic foot bacterial isolates were examined using well diffusion method, the results showed an increase in the diameters of the inhibition zone compared to free Ciprofloxacin and silver nanoparticles. However, the final nano-conjugates AgNPs-PEG-CIP showed an excellent antibacterial effect against Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, and Serratia marcescens at 41mm, 35mm, and 39mm, respectively. The Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of silver nanoparticles and their conjugates was measured, and the results showed that the MIC of bare and PEG-AgNPs for Staphylococcus aureus was less than other bacteria. AgNPs-PEG-CIP nano-conjugates showed high antibacterial activity with a significant decrease in the MIC for all tested bacteria. The Minimum Bactericidal Concentration (MBC) showed that AgNPs-PEG-CIP had a strongest effect in inhibiting bacterial growth and the values for Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumannii, and Serratia marcescens were (25, 50, 12.5 )g mL-1, respectively. The effect of nanoparticles on biofilm inhibition was quantified using tubes method, and the effect of AgNPs-PEG-CIP was the best. Based on growth curve determination, the effect of silver nanoparticles and their conjugates on the growth of microbial diabetic foot isolates was evaluated. The results showed that Staphylococcus aureus and Serratia marcescens growth were inhibited at 90 minutes with bare and coated AgNPs, and at 60minutes with AgNPs-CIP and AgNPs-PEG-CIP. At 90minutes, AgNPs and their conjugates were inhibited Acinetobacter baumannii. The antioxidant potentials of AgNPs and their conjugates, tested via their 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl (DPPH) scavenging ability, AgNPs were found to be 40.45%, 50.98%, 53.66%, 63.67%, 73.64%, at concentrations (6.25, 12.5, 25, 50, 100) μgmL-1, respectively. And the antioxidant activity of AgNPs-CIP and AgNPS-PEG was at 76.24%, and 81.44%, respectively. While AgNPs-PEG-CIP had the highest value at 86.34%. Overall, according to the results obtained in the present study, the final nano- conjugates, AgNPs-PEG-CIP, showed the highest antibacterial, antibiofilm, and antioxidant activity against tested bacteria. The impact of silver nanoparticles and their conjugates on the chromosomal pattern has also been studied.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب