سنتز فیلم نانوکامپوزیت کیتوزان نقره بر پایه اسید استیک و اسید اسکوربیک و مقایسه اثر ضد میکروبی آنها

مقاومت آنتی بیوتیکی یک مشکل جدی جهانی است و نیاز به توسعه مواد ضدمیکروبی جدید ضروری است. درمان‌های مبتنی بر نانومواد ابزارهای امیدوارکننده‌ای برای مبارزه با عفونت‌های سخت باکتریایی هستند که دارای ظرفیت فرار از مکانیسم‌های موجود مرتبط با مقاومت دارویی اکتسابی هستند. علاوه بر این، اندازه منحصر به فرد و خواص فیزیکی آنها به آنها توانایی هدف قرار دادن بیوفیلم ها وغلبه بر عفونت های مقاوم را می دهد. در این تحقیق سنتز نانوذرات نقره (ag-nps) با استفاده از کیتوزان به عنوان عامل تثبیت کننده و اسید آلی به عنوان عامل کاهنده انجام شد. پس از تهیه محلول کیتوزان در اسیداستیک و اسید آسکوربیک، نیترات نقره به تدریج به محلول های کیتوزان اضافه شد. تغییر رنگ به قهوه ای نشان دهنده تشکیل ag-nps است. فیلم‌های نانوکامپوزیتی کیتوزان- نقره ((cs-ag nc به دایره‌هایی با قطر 5 میلی‌متر بریده شدند و عملکرد ضد باکتریایی آن‌ها با استفاده از تست انتشار دیسک تعیین شد. تعدادی از ایزوله‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌ کلبسیلا پنومونیا، سودوموناس آئروژینوزا، اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس و همچنین تعدادی باکتری استاندارد برای آزمایش‌های ضد میکروبی انتخاب شدند. بیشترین فعالیت ضد باکتریایی با فیلم cs-ag nc با پایه اسید استیک با میانگین قطر ناحیه بازدارندگی 21.2 و 30.25 میلی متر به ترتیب در برابر ایزوله های بالینی و استاندارد به دست آمد. میانگین قطر ناحیه بازدارنده فیلم cs-ag nc با پایه اسکوربیک اسید در برابر جدایه های بالینی و استاندارد به ترتیب 18/11 و 68/14 میلی متر بود. می دانیم فعالیت ضد میکروبی به اندازه نانوذرات بستگی دارد. هر چه قطر ذرات کوچکتر باشد، نسبت سطح به حجم بیشتر شده و در نتیجه اکسیداسیون سطحی و متعاقب آن رهاسازی یونها افزایش یافته که در نهایت منجر به افزایش اثر باکتری کشی می شود. در اینجا ما یک روش سنتز بهبود یافته را ارائه دادیم که استفاده از اسید استیک به عنوان یک عامل کاهنده باعث پراکندگی مناسب نانوذرات نقره بسیار کوچک سنتزشده، در پلیمر کیتوزان و در نتیجه افزایش سطح تماس نانوذرات نقره با سلول های میکروبی می گردد.

synthesis of chitosan-silver nanocomposite film based on acetic acid and ascorbic acid and comparison of their antimicrobial effect

antibiotic resistance is a new global problem and there is a need to develop new antimicrobial agents. nanomaterial-based therapies are promising tools to combat difficult bacterial infections, featuring the capacity to evade existing mechanisms associated with acquired drug resistance. in addition, their unique size and physical properties give them the capability to target biofilms, overcoming refractory infections. in this research, we developed the synthesis of silver nanoparticles (ag-nps) using chitosan as a stabilizer and organic acid as a reducing agent. after preparing the chitosan solution in acetic acid and ascorbic acid, silver nitrate was gradually added to the chitosan solutions. the color change to brown indicates the formation of ag-nps. cs-ag nc films with two different organic bases were cut into 5-mm-diameter circles and their antibacterial performance were determined using the disc diffusion test. a number of isolates resistant to antibiotics similar to klebsiella pneumonia, pseudomonas aeruginosa, escherichia coli and staphylococcus aureus as well as a number of standard bacteria were selected for antimicrobial tests. the highest antibacterial activity was obtained with cs-ag nc film with acetic acid base with mean of inhibition zone diameters of 21.2 and 30.25 mm against clinical and standard isolates, respectively. the mean of inhibition zone diameters for cs-ag nc film with ascorbic acid base against clinical and standard isolates were 11.18 and 14.68 mm, respectively. we know that antimicrobial activity depends on the size of nanoparticles. the smaller the diameter of the particles, the higher the surface-to-volume ratio, and as a result, the surface oxidation and subsequent release of ions increases, which ultimately leads to an increase in the bactericidal effect. here, we have presented an improved synthesis method that the use of acetic acid as a reducing agent causes proper dispersion of the synthesized very small silver nanoparticles in the chitosan polymer and as a result increases the contact surface of the silver nanoparticles with the microbial cells.