Антибактериальные и антимикотические свойства модифицированных углеродных сорбентов

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

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. 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. 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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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)]

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.2014.06.034

11. 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.

12. 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.