A gyógyszerrezisztens baktériumok ellen az egyik legígéretesebb módszer a biocid nanorészecskékkel és nanokompozitokkal módosított felületű anyag lehet. A következőkben egy ezüst nanorészecskéket (Ag-NP) tartalmazó nanokompozitot mutatunk be grafén-oxid (GO) felületén, mint új, többfunkciós antibakteriális és gombaellenes anyag. Az ultrahangos technológiákat a poliuretán fóliák bevonásának hatékony módszereként alkalmazzák. A gram-negatív baktériumokra (Escherichia coli), gram-pozitív baktériumokra (Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis) és patogén élesztőgombákra (Candida albicans) gyakorolt toxicitást a sejtmorfológia elemzésével, a sejtek életképességének PrestoBlue-teszttel történő értékelésével, a sejtmembrán integritásának laktát-dehidrogenáz (LDH) teszttel történő elemzésével és a reaktív oxigén termelésével értékelték. A széles körben antibakteriális hatóanyagként használt Ag-NP-hez és GO-hoz képest az a nanokompozit sokkal nagyobb antimikrobiális hatékonyságot mutat a baktérium- és élesztősejtekkel szemben.
Antibakteriális tulajdonságokra való hatás:
A különböző GO, Ag-NPs és GO-Ag bevonatú fóliák antibakteriális aktivitását E. coli, S. aureus, S. epidermidis és C. albicans ellen teszteltük. Az eredmények azt mutatták, hogy a baktériumokkal 37 °C-on 24 órán át történő együttinkubálás után a fóliák gátolták az összes vizsgált mikroorganizmus növekedését, de különböző mértékben. Az összes vizsgált mikroorganizmus ellen a legnagyobb antibakteriális hatást a GO-Ag nanokompozittal bevont fólia mutatta. A GO-val és Ag-NP-vel bevont fóliákkal kezelt sejtek baktériumnövekedése kissé alacsonyabb volt, mint a kontrollcsoportban lévő sejteké, míg a GO-Ag-gal bevont fóliákkal kezelt baktériumsejtek növekedése nagymértékben gátolt volt, az E. coli 88,6%-a, a S. aureus 79,6%-a, a S. epidermidis 76,5%-a és a C. albicans 77,5%-a gátolt.
Membrán integritás:
Abban az esetben, ha a sejtmembrán sérült, az intracelluláris LDH molekulák a táptalajba kerülhetnek. A sejteken kívüli LDH-szint a sejtmembrán integritását mutatja. A GO-val, Ag-NPs-vel és GO-Ag-gal bevont fóliák megzavarták a sejtmembrán funkcionalitását és integritását, jelentős különbségekkel a kontroll csoportok és az Ag-NPs- és GO-Ag-csoportok között. A sejtmembránok legnagyobb mértékű károsodását a figyelték meg a GO-Ag csoportokban, egészen pontosan az E. coli 66,3%-ánál, a S. aureus 59,4%-ánál, a S. epidermidis 54,8%-ánál és a C. albicans 48,5%-ánál.
Reaktív oxigén termelés:
A ROS alacsony (vagy optimális) szintje fontos szerepet játszik a jelátviteli utakban. Ha azonban a ROS-termelés megnő és túlterheli a sejtek antioxidáns kapacitását, akkor makromolekuláris károsodást idézhet elő (a DNS-sel, fehérjékkel és lipidekkel való reakció révén) és megzavarhatja a tiol-redox köröket. Az Ag-NP-kkel és GO-Ag-gal bevont fóliák (P < 0,05) növelték az összes vizsgált mikroorganizmus ROS-termelését a kontrollcsoporthoz képest. A GO-val bevont fóliák csak a C. albicans ROS-termelését növelték. A legmagasabb ROS-termelés a GO-Ag csoportban volt megfigyelhető.
