V okviru projekta smo razvili različne metode zajetja bakterijske celice v LBL plasti. Ta dosežek je eden izmed mnogih, ki so v teku za pripravo rokopisov, patentov ali so v evaluaciji za publikacijo v revijah. Metoda LBL omogoča spreminjanje površinskih elektrostatičnih lastnosti celice, ki se lahko uporablja kot pritrditev na različne nasproti nabite površine. Raziskovalci iz skupin KULeuven iz Belgije in GEUS iz Danske sta izolirala bakterijski sev Aminobacter MSH1, ki lahko razgradi BAM v pitni vodi. Ta sev so nanesli na hitro peščeni filter, vendar se je aktivnost filtra lahko ohranila le 1-2 tedna. Vprašali so nas, če jim lahko pomagamo z uporabo naših pristopov imobilizacije. Takrat smo razvili metodo površinske modifikacije bakterijskih celic in modifikacijo površin z uporabo polielektrolitov. V sodelovanju z omenjenimi institucijami smo testirali aktivnosti imobiliziranih bakterij z različnimi strategijami imobilizacije. Ena izmed njih je bila uporaba LBL metod, s katerimi smo ugotovili, da ima površina, na kateri se celice imobilizira, toksične učinke, če uporabljamo polielektrolite. Na koncu teh raziskav smo pokazali, da je naša metoda podaljšala aktivnost seva MSH1 iz 1 tedna na več mesecev. Ta pristop je bil nato povečan in testiran v okoljskih pogojih za čiščenje pitne vode, onesnažene z BAM.
COBISS.SI-ID: 30114087
Običajno zdravljenje parodontalne bolezni ne reši pogoste ponovne naselitve obzobnih žepov s parodontopatogenimi bakterijami. V tej raziskavi smo predstavili izviren koncept vgradnje avtohtonih bakterij, potencialnih probiotikov, v nanovlakna za lokalno zdravljenje. Izbrali in izolirali smo sev 25.2.M iz oralnega biofilma zdravih prostovoljcev. S 16S rRNA sekvenčno analizo je bil identificiran, da spada med rod Bacillus. Lastnosti izoliranega seva, kot so nepatogenost, izražanje protimikrobnih snovi in razraščanje preko seva parodontopatogene bakterije Aggregatibacter actinomycetemcomitans in vitro, nakazujejo njegovo potencialno probiotično delovanje. Sev 25.2.M je bil uspešno vgrajen v nanovlakna v obliki spor (107 CFU/mg) z izredno preživelostjo (max. sprememba 1 log enota) tekom elektrostatskega sukanja in 12 mesečnega shranjevanja. Sproščanje spor je bilo upočasnjeno v primeru nanovlaken iz hitosana in polietilenoksida v primerjavi z nanovlakni iz polietilenoksida in protimikrobna aktivnost proti A. actinomycetemcomitans je bila potrjena. Razvit nanodostavni sistem za dostavo v obzobne žepe tako ponuja obetajoč pristop za zaviranje parotontalnopatogenih bakterij in obnovitev zdravega oralnega biofilma.
COBISS.SI-ID: 4619633
V projektu smo testirali učinek oblaganja polielektrolitov na bakterije iz rodu Staphylococcus, vključno s S. epidermidis in S. aureus. Preživetje teh bakterij je bilo visoko in najučinkovitejše LBL oblaganje teh celic je bilo med stacionarno fazo rasti. V sodelovanju z Univerzo v Mariboru smo za elektropredenje vključili LBL pokrito S. epidermidis. Pri tem smo razvili nov biokompatibilni nano vlaknasti elektrospredeni material s komenzalnimi bakterijami S. epidermidis, ki jih lahko uporabimo pri preventivnem zdravljenju diabetesa. Dva biokompatibilna polimera (karboksimetilceluloza in polietilen oksid) sta bila združena z izolatom bakterije iz kože, ki se nahaja med prsti zdrave odrasle osebe (identificirana z metodo laserske desorpcije / ionizacije z masno spektrometrijo na osnovi matriksa kot sev Staphylococcus epidermidis). Večje število bakterij v materialu smo zagotovili z njihovo enkapsulacijo v polietileniminu. Nanofibrozni material smo karakterizirali z uporabo skenirne elektronske mikroskopije, zeta-potencialnih meritev in z ovrednotenjem rasti in viabilnosti celic. Nastanek nanometrskih vlaken je bil potrjen z uporabo skenirne elektronske mikroskopije, meritve zeta-potenciala pa so pokazale uspešno bakterijsko inkapsulacijo. Izvedljive in dovolj rastoče celice so bile potrjene pred in po njihovi vključitvi. Pripravljeni materiali so se izkazali kot primerni za vstavljanje živih bakterij v primerljivem deležu Staphylococcaceae v mikrobiomih stopal, kar kaže, da je ta pristop obetaven za preventivno zdravljenje diabetičnega stopala.
COBISS.SI-ID: 21588502
V našem projektu je bil eden od ciljev razviti večplastno strukturo. Tu smo uporabili mehko površino v primerjavi s spodaj opisanim dosežkom. Za detekcijo pritrjenih mikrobov in rast na površinah smo razvili diskontinuirano metodo za merjenje količine pritrjenih in sproščenih bakterij s površin. Ko smo razvili to metodo, smo ovrednotili uporabo patogenih sevov bakterije S. aureus na materialu, ki ga je pripravila skupina na Tomsk Politehniški Univerzi. Pri tem so bili TiO2 nanocevke (NT) izdelani z elektrokemijsko anodizacijo in prevlečeni z nanodelci srebra in kalcijevega fosfata (CaP) z elektroforetskim nanašanjem. Skenirna elektronska mikroskopija (SEM) in energijsko-disperzijska rentgenska spektroskopija (EDX) sta pokazali, da sta Ag in CaP NPs uspešno deponirana na TiO2 NT. Z uporabo rentgenske difrakcije smo opazili samo anataz in Ti po odlaganju Ag in CaP NPs. Vendar pa je analiza rentgenske fotoelektronske spektroskopije (XPS) pokazala, da je energija vezave (BE) jedra Ag in CaP NP ustrezala kovinskemu Ag, hidroksiapatitu in amorfnemu kalcijevemu fosfatu na podlagi vedenja, da so CaP NPs, sintetizirani z obarjanjem, nanokristalna struktura hidroksiapatita. Uporaba Ag NP omogoča zmanjšanje kota vode in s tem povečanje proste energije na površini. Ugotovljeno je bilo, da so površine CaP NP superhidrofilne. Pomemben antimikrobni učinek smo opazili na površini TiO2 NT po nanosu Ag NP in / ali CaP NPs v primerjavi s površino čistih TiO2 NT. Tako je izdelava TiO2 NT, Ag NP in CaP NPs z PEI obetavna za različne biomedicinske aplikacije, kot npr. pri konstruiranju biokompatibilne prevleke na površini Ti, ki vključuje antimikrobni učinek.
COBISS.SI-ID: 31977255
V našem projektu je bil eden od ciljev razviti večplastno strukturo. Vendar metode za določanje rasti na površinah materiala, kjer so celice deponirane, še niso bile razvite. Za te namene smo razvili diskontinuirano metodo za merjenje količine pritrjenih in sproščenih bakterij iz površin. Ko smo razvili to metodo, smo ovrednotili uporabo patogenih sevov bakterije S. aureus na materialu, ki ga je pripravila skupina iz Tomsk Politehniške Univerze. Površina je bila prirpavljena s postopkom taljenja z elektronskim snopom (EBM), ki omogoča izdelavo poroznih vsadkov z visoko definiranimi zunanjimi dimenzijami in notranjimi arhitekturami. Povečanje površine implantata lahko poveča tudi sposobnost patogenih mikroorganizmov, da se prilepijo na površine in tvorijo biofilm, kar lahko povzroči resne zaplete. Cilj te študije je bil raziskati modifikacije Ti6Al4V zlitinskega ogrodja za zmanjšanje sposobnosti bakterij, da se pripnejo na površino implantata, ki jo proizvajajo EBM. Plasti, sestavljene iz srebrovega (Ag), kalcijevega fosfata (CaP) nanodelcev (NP) in kombinacij obeh, so nastale na kovinskih nosilcih, izdelanih z EBM, z elektroforetskim nanosom, da bi jim zagotovili antimikrobne lastnosti. Analiza bakterijske kolonizacije na površini je bila izvedena z izpostavitvijo površin celicam Staphylococcus aureus do 17 ur. Analiza glavnih komponent (PCA) je bila uporabljena za oceno razmerij med različnimi površinskimi značilnostmi proučevanih vzorcev in bakterijsko adhezijo. Rezultati kažejo, da s spreminjanjem površine implantata z ustreznimi nanostrukturami, ki spreminjajo hidrofobnost in površinsko hrapavost v nanometrskem merilu, zagotavljajo fizične znake, ki ovirajo bakterijsko adhezijo. Naši rezultati jasno kažejo, da so AgNP-ji pri koncentraciji približno 0,02 mg /cm2, ki so bili odloženi skupaj s CaPNP, pokritimi s polietileniminom (PEI) na površini EB-sintranih nosilce Ti6Al4V, ovirali rast bakterij S. aureus in je število le teh ostalo na isti ravni po 17 urah izpostavljenosti, kar kaže na bakteriostatično aktivnost.
COBISS.SI-ID: 32170279