antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2022-67-11-12-4-9antibiotics-988Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESАнтибактериальные и антимикотические свойства модифицированных углеродных сорбентовAntibacterial and Antimycotic Properties of Modified Carbon SorbentsДолгихВ. Т.DolgikhV. T.

Долгих Владимир Терентьевич — доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, главный научный сотрудник, Научно-исследовательский институт общей реаниматологии им.  В.А. Неговского.

Москва

Author ID: 540900

Vladimir T. Dolgikh — D. Sc. in Medicine, Professor, Honored Worker of Science of the Russian Federation, Chief Researcher, V. A. Negovsky  Research  Institute  of General  Reanimatology.

Moscow

Author ID: 540900

ПьяноваЛ. Г.P’yanovaL. G.

Пьянова Лидия Георгиевна — доктор биологических наук,  ведущий  научный сотрудник отдела материаловедения и физико-химических методов исследования ЦНХТ ИК СО РАН.

ул. Нефтезаводская, д. 54, Омск, 644040

Author ID: 417502

Lydia G. P’yanova — D. Sc. in Biology, Leading  Researcher  of the Department of Materials Science  and Physical and Chemical Methods of Research,  Center  of New Chemical Technologies BIC,  Boreskov Institute  of Catalysis.

54 Neftezavodskaya st., Omsk, 644040

Author ID: 417502

medugli@ihcp.ruЛавреновА. В.LavrenovA. V.

Лавренов Александр Валентинович — доктор химических наук,  директор ЦНХТ ИК СО  РАН.

Омск

Author ID: 363779

Alexander V. Lavrenov — D. Sc. in Chemistry, director of the Center of New Chemical Technologies BIC, Boreskov Institute of Catalysis.

Omsk

Author ID: 363779

НаумкинаЕ. В.NaumkinaE. V.

Наумкина Елена  Витальевна — доктор медицинских наук, заведующая лабораторией клинической  микробиологии,  Городской клинический  перинатальный центр, Омск;  профессор кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии, Омский  государственный медицинский университет.

Омск

Author ID: 753166

Elena V. Naumkina — D. Sc. in Medicine, Head  of the Laboratory of Clinical Microbiology, City Clinical Perinatal Center, Omsk; Professor of the Department of Microbiology, Virology and Immunology, Omsk State Medical University.

Omsk

Author ID: 753166

СедановаА. В.SedanovaA. V.

Седанова Анна Викторовна — кандидат химических наук, научный сотрудник отдела материаловедения и физико-химических методов исследования ЦНХТ ИК СО РАН.

Омск

Author ID: 624733

Anna  V. Sedanova — Ph. D. in Chemistry, Senior  Researcher of the  Department of Materials  Science  and  Physical  and Chemical Research  Methods, Center  of New Chemical Technologies  BIC,  Boreskov Institute  of Catalysis.

Omsk

Author ID: 624733

ДелягинаМ. С.DelyaginaM. S.

Делягина Мария Сергеевна — кандидат химических наук, научный  сотрудник отдела материаловедения и физико-химических методов исследования ЦНХТ ИК СО РАН.

Омск

Author ID: 740476

Maria  S. Delyagina — Ph. D. in Chemistry, Researcher  of the Department of Materials Science  and Physical and Chemical Research  Methods, Center  of New  Chemical Technologies BIC, Boreskov Institute of Catalysis.

Omsk

Author ID: 740476

ОгурцоваД. Н.OgurtsovaD. N.

Огурцова Диана Николаевна — инженер отдела материаловедения и физико-химических методов исследования ЦНХТ ИК СО РАН.

Омск

Author ID: 1104949

Diana N. Ogurtsova — Engineer  of the Department of Materials Science  and Physical  and Chemical Research  Methods, Center of New Chemical Technologies BIC, Boreskov Institute of Catalysis.

Omsk

Author ID: 1104949

НИИ общей реаниматологии им. В.А. Неговского ФНКЦ РРРоссияV.A. Negovsky Research Institute of General ReanimatologyRussian FederationЦентр новых химических технологий ИК СО РАН, Институт катализа СО РАНРоссияCenter of New Chemical Technologies BIC, Boreskov Institute of CatalysisRussian FederationОмский государственный медицинский университетРоссияOmsk State Medical UniversityRussian Federation2022110220236711-1249Copyright © Долгих В.Т., Пьянова Л.Г., Лавренов А.В., Наумкина Е.В., Седанова А.В., Делягина М.С., Огурцова Д.Н., 20232023Долгих В.Т., Пьянова Л.Г., Лавренов А.В., Наумкина Е.В., Седанова А.В., Делягина М.С., Огурцова Д.Н.Dolgikh V.T., P’yanova L.G., Lavrenov A.V., Naumkina E.V., Sedanova A.V., Delyagina M.S., Ogurtsova D.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/988

Цель — изучение биологической активности модификаторов и образцов углеродного сорбента, модифицированного ими, по отношению к некоторым видам микроорганизмов.

Материал и методы

Материал и методы. Исследуемый углеродный сорбент и модифицированные образцы получены в Центре новых химических технологий ИК СО РАН. В качестве модификаторов применяли гликолевую и молочную кислоту, глицин и глутаминовую кислоту.В качестве тест-культур использовали штаммы Staphylococcus aureus АТСС 25923, Pseudomonas aeruginosa АТСС 27853, Klebsiella pneumoniae 418, Esherichia coli АТСС 25922, Candida albicans. В лунки стерильного планшета помещали исследуемый образец, затем добавляли рабочую взвесь тест-культуры в количестве 2,0 мл до полного смачивания 1:1. Выживаемость микроорганизмов определяли путём  количественных высевов из каждой лунки смеси «образец — микроорганизм» на чашки Петри с простым питательным агаром методом секторных посевов (Голда). Видовую принадлежность культур  подтверждали результатами изучения культуральных, морфологических и биохимических свойств.

Результаты

Результаты. Проведённые исследования продемонстрировали высокую антибактериальнуюи антимикотическую активность образцов углеродных сорбентов, модифицированных гидроксикислотами, по отношению к наиболее распространённым условно-патогенным возбудителям гнойно-воспалительных заболеваний бактериальной и грибковой природы в сравнении с исходным образцом сорбента. Наибольшую антибактериальную и антимикотическую активность проявил углеродный сорбент, модифицированный олигомером молочной кислоты.

Заключение

Заключение. Установлена высокая антибактериальная и антимикотическая активность образцов углеродных сорбентов, модифицированных гидроксикислотами и аминокислотами, по отношению к наиболее распространённым  условно-патогенным возбудителям  гнойно-воспалительных заболеваний бактериальной и  грибковой природы в сравнении с исходным образцом сорбента. Образец углеродного сорбента, модифицированный аминокислотами, обладает выраженным антибактериальным действием в отношении всех изученных бактериальных тест-штаммов, но слабо проявляет антимикотические свойства. Применение модифицированных углеродных сорбентов — перспективное направление для аппликационной терапии гнойно-воспалительных инфекций.

The aim  of the work was to study the biological activity  of modifiers and carbon  sorbent samples modified by them  in relation to some types of microorganisms.

Material and  methods

Material and  methods. The carbon  sorbent under  study  and the modified samples were obtained at the Center of New Chemical Technologies BIC. Glycolic acid, lactic acid, glycine, and glutamic acid were used as modifiers. Strains of Staphylococcus aureus ATCC 25923, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Klebsiella pneumoniae 418, Esherichia coli ATCC 25922, Candida albicans (clinical strain) were used as test cultures. The test sample was placed in the wells of a sterile plate, then a working suspension of the test culture was added in the amount of 2.0 ml until completely wet 1:1. The survival of microorganisms was determined by quantitative inoculation from each well of the «sample — microorganism» mixture on Petri dishes with simple nutrient agar using the sector crop method (Gold). The culture species were confirmed by studying their cultural, morphological, and biochemical properties.

Results

Results. The conducted studies have demonstrated high antibacterial and antimycotic activity of carbon  sorbent samples modified with hydroxyl acids  in relation to the most  common opportunistic pathogens of pyoinflammatory diseases of bacterial and fungal  nature  in comparison with the initial  sorbent sample. The carbon  sorbent modified with lactic  acid oligomer showed the highest antibacterial and antimycotic activity.

Conclusion

Conclusion. High antibacterial and antimycotic activity  of carbon  sorbent samples modified with hydroxy  acids  and amino acids in relation to the most common opportunistic pathogens of pyoinflammatory diseases of bacterial and fungal nature  was established in comparison with the initial  sample of the sorbent. The carbon  sorbent sample modified with amino acids has a pronounced antibacterial effect against all studied bacterial test strains, but exhibits weak antimycotic properties. The use of modified carbon  sorbents is a promising direction for the application therapy of pyoinflammatory infections.

модификация углеродного сорбентагликолевая кислотамолочная кислотааминокислотытест-штаммы микроорганизмовcarbon sorbentsmodificationglycolic acidlactic acidamino acidstest strains of microorganismsРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания Института катализа СО РАН (проект AAAA-A21-121011890076-8).ReferencesP’yanova L.G., Drozdov V.A., Kornienko N.V., Trenikhin M.V., Lavrenov A.V. Physicochemical and medical-biological properties of carbon sorbents modified by biologically active substances. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2021; 57 (6): 1122–1128. doi: 10.1134/S207020512105021X.P’yanova L.G., Drozdov V.A., Kornienko N.V., Trenikhin M.V., Lavrenov A.V. Physicochemical and medical-biological properties of carbon sorbents modified by biologically active substances. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2021; 57 (6): 1122–1128. doi: 10.1134/S207020512105021X.P’yanova L.G., Baklanova O.N., Likholobov V.A., Drozdov V.A., Sedanova A.V., Drozdetskaya M.S. Development of a method of carbon sorbent modification with polyglicolic acid to create new carbon materials for medical application. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2015; 51(3): 407–415. doi: 10.1134/S2070205115030193.P’yanova L.G., Baklanova O.N., Likholobov V.A., Drozdov V.A., Sedanova A.V., Drozdetskaya M.S. Development of a method of carbon sorbent modification with polyglicolic acid to create new carbon materials for medical application. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2015; 51(3): 407–415. doi: 10.1134/S2070205115030193.Патент РФ на изобретение №2655301C1/24.05.18. Бюл. №15. Пьянова Л.Г., Лихолобов В.А., Седанова А.В., Дроздецкая М.С. Углеродный сорбент с биоспецифическими свойствами и способ его получения. [Patent RUS №2655301C1/24.05.18. Byul. №15.P’yanova L.G., Likholobov V.A., Sedanova A.V., Drozdetskaya M.S. Carbon sorbent with biospecific properties and method for its production. (in Russian)Reyhanoglu Y. Gokturk E. Synthesis of polyglycolic acid copolymers from cationic copolymerization of C1 feedstocks and long chain epoxides. J Saudi Chem Soc. 2019; 23 (7): 879–886. doi: 10.1016/j.jscs.2019.01.008.Reyhanoglu Y. Gokturk E. Synthesis of polyglycolic acid copolymers from cationic copolymerization of C1 feedstocks and long chain epoxides. J Saudi Chem Soc. 2019; 23 (7): 879–886. doi: 10.1016/j.jscs.2019.01.008.Органическая химия [Электронный ресурс] : учебное пособие для вузов: в 3 т. Т. III / Под ред. В. Ф. Травень. 4-е изд. (эл.). Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf: 391 с.). М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015; 89–92. ISBN 978-5-9963-2941-0 (Т. III). [Organic chemistry [Electronic resource]: textbook for universities: in 3 volumes. T. III / V. F. Traven (ed.). 4th ed. (el.). Electron. text data. (1 pdf file : 391 pages). Moscow: BINOM. Laboratoriya Znaniyi. 2015; 89–92. ISBN 978-5-9963-2941-0 (V. III). (in Russian)]Органическая химия [Электронный ресурс] : учебное пособие для вузов: в 3 т. Т. III / Под ред. В. Ф. Травень. 4-е изд. (эл.). Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf: 391 с.). М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015; 89–92. ISBN 978-5-9963-2941-0 (Т. III). [Organic chemistry [Electronic resource]: textbook for universities: in 3 volumes. T. III / V. F. Traven (ed.). 4th ed. (el.). Electron. text data. (1 pdf file : 391 pages). Moscow: BINOM. Laboratoriya Znaniyi. 2015; 89–92. ISBN 978-5-9963-2941-0 (V. III). (in Russian)]Botvin V., Karaseva S., Salikova D., Dusselier M. Syntheses and chemical transformations of glycolide and lactide as monomers for biodegradable polymers. Polym Degrad Stab. 2021; 183: 109427. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2020.109427.Botvin V., Karaseva S., Salikova D., Dusselier M. Syntheses and chemical transformations of glycolide and lactide as monomers for biodegradable polymers. Polym Degrad Stab. 2021; 183: 109427. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2020.109427.Idumah C.I., Nwabanne J.T., Tanjung F.A. Novel trends in poly (lactic) acid hybrid bionanocomposites. Cleaner Materials. 2021; 2: 100022. doi: 10.1016/j.clema.2021.100022.Idumah C.I., Nwabanne J.T., Tanjung F.A. Novel trends in poly (lactic) acid hybrid bionanocomposites. Cleaner Materials. 2021; 2: 100022. doi: 10.1016/j.clema.2021.100022.Ozdil D., Aydin H.M. Polymers for medical and tissue engineering applications. J Chem Technol Biotechnol. 2014: 89: 1793–1810. doi: 10.1002/JCTB.4505.Ozdil D., Aydin H.M. Polymers for medical and tissue engineering applications. J Chem Technol Biotechnol. 2014: 89: 1793–1810. doi: 10.1002/JCTB.4505.Samadi K., Francisco M., Hegde S., Diaz C. A., Trabold T. A., Dell E. M. et al. Mechanical, rheological and anaerobic biodegradation behavior of a Poly(lactic acid) blend containing a Poly(lactic acid)-co-poly(glycolic acid) copolymer. Polym Degrad Stab. 2019; 170: 109018. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2019.109018.Samadi K., Francisco M., Hegde S., Diaz C. A., Trabold T. A., Dell E. M. et al. Mechanical, rheological and anaerobic biodegradation behavior of a Poly(lactic acid) blend containing a Poly(lactic acid)-co-poly(glycolic acid) copolymer. Polym Degrad Stab. 2019; 170: 109018. doi: 10.1016/j.polymdegradstab.2019.109018.Wang C., Chang T., Yang H., Cui M. Antibacterial mechanism of lactic acid on physiological and morphological properties of Salmonella Enteritidis, Escherichia coli and Listeria monocytogenes. Food Control. 2015; 47: 231–236. doi: 10.1016/j.foodcont.2014.06.034Wang C., Chang T., Yang H., Cui M. Antibacterial mechanism of lactic acid on physiological and morphological properties of Salmonella Enteritidis, Escherichia coli and Listeria monocytogenes. Food Control. 2015; 47: 231–236. doi: 10.1016/j.foodcont.2014.06.034Pérez-Torres I., Zuniga-Munoz A., Guarner-Lans V. Beneficial Effects of the Amino Acid Glycine. Mini Rev Med Chem. 2016; 17 (1): 15–32. doi: 10.2174/1389557516666160609081602.Pérez-Torres I., Zuniga-Munoz A., Guarner-Lans V. Beneficial Effects of the Amino Acid Glycine. Mini Rev Med Chem. 2016; 17 (1): 15–32. doi: 10.2174/1389557516666160609081602.Pagire S.H., Lee E., Pagire H.S., Bae E.J., Ryu S.J., Lee D. et al. Design, synthesis and biological evaluation of glutamic acid derivatives as antioxidant and anti-inflammatory agents. Bioorg Med Chem Lett. 2018; 28 (3): 529–532. doi: 10.1016/j.bmcl.2017.11.012.Pagire S.H., Lee E., Pagire H.S., Bae E.J., Ryu S.J., Lee D. et al. Design, synthesis and biological evaluation of glutamic acid derivatives as antioxidant and anti-inflammatory agents. Bioorg Med Chem Lett. 2018; 28 (3): 529–532. doi: 10.1016/j.bmcl.2017.11.012.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.