Artikel
Riset antimikroba biru metilena: bakteri, jamur, lan aktivasi cahya
Rong pamaca ndeleng frasa antimikroba biru metilena lan mbayangake bab sing beda. Sing siji mbayangake cairan biru sing ngracuni mikroba nalika kena kontak. Sing liyane mbayangake prosedur nalika zat warna ditambah cahya abang ngrusak mikroba kasebut. Loro gambaran mau padha ngemot sawenehe bebener. Nanging, ora ana sing nggambarake konsep kanthi jangkep, lan nyampurake loro-lorone dadi sumber klirune akeh pratelan ing internet.
Bedane iku sing dibahas ing tinjauan iki. Biru metilena nduweni toksisitas sing winates ing peteng yen konsentrasine cukup. Kanthi cahya abang, zat iki dadi fotosensitizer: nyerep foton, mlebu ing kahanan triplet reaktif, lan nyurung reaksi kimia oksidatif sing ngrusak akeh target bebarengan. Cara sing diaktifake cahya iki nduweni jeneng dhewe, yaiku terapi fotodinamik antimikroba, lan syarat dhewe. Konsentrasi wae ora cukup kanggo nemtokake. Dawane gelombang, dosis cahya, inkubasi, oksigen, lan organisme nemtokake asile.
Rong konsep mateni mikroba
Pikirna dhisik konsep ing peteng. Biru metilena yaiku zat warna fenotiazinium sing muatane positif. Zat iki sesambungan karo selubung mikroba, mlebu ing sel kanthi tingkat sing beda-beda, lan melu reaksi redoks lan pengikatan. Ora ana foton sing melu. Mikroba bisa mati, nanging mung ing konsentrasi sing bedane gedhe antarorganisme, lan mekanismene ora mung ngarah marang siji target sing cetha.
Konsep fotodinamik nambahake cahya. Foton abang watara 630 nganti 680 nm tumpang tindih karo pita panyerepan zat warna, kanthi puncak monomer cedhak 664 nm. Panyerepan iki nyurung zat warna menyang kahanan singlet sing umure cendhak, banjur menyang kahanan triplet sing umure luwih dawa. Saka kono, ana rong golongan reaksi. Ing reaksi kimia Tipe I, triplet mindhah elektron menyang substrat lan miwiti jalur radikal sing kalebu spesies superoksida lan hidroksil. Ing reaksi kimia Tipe II, triplet mindhah energi langsung menyang oksigen ing kahanan dhasar lan ngasilake oksigen singlet. Loro-lorone bisa lumaku bebarengan, mula nyebut zat warna iki minangka agen oksigen singlet murni iku kakehan nyederhanakake. Tinjauan sesambungan struktur lan aktivitas fotosensitizer fenotiazinium nuduhake bab iki kanthi langsung: ing zat warna sing gegandhengan, fototoksisitas marang bakteri ora mung gumantung marang asil oksigen singlet, amarga panyerepan, lokalisasi, lan reduksi menyang wujud leuko sing ora aktif padha pentinge karo fotofisika. Fotokimia sing dadi dhasar aturan dawa gelombang diterangake ing tinjauan pendamping babagan zat warna ditambah cahya abang.
Oksigen singlet dadi inti saka siji sipat sing migunani. Zat iki bereaksi karo akeh biomolekul bebarengan, mula serangane nduweni akeh faktor lan ora mung ngarah marang siji enzim utawa protein pengikat. Andharan dhasar babagan kemoterapi antimikroba fotodinamik nerangake iki minangka sebab profil resistensi konvensional ora pati nemtokake: protein pengikat penisilin tambahan utawa topoisomerase sing mutasi ora ngalangi lonjakan oksigen reaktif. Panalaran kasebut cocog karo asil uji marang Staphylococcus aureus sing resisten marang metisilin lan enterokokus sing resisten marang vankomisin, kaya sing dituduhake matriks ing ngisor iki. Iki ora ateges resistensi mokal, nanging cara kerjane beda. Pompa efluks lan pertahanan antioksidan isih bisa ngowahi dosis sing dibutuhake, utamane ing jamur.
Matriks organisme lan model panaliten
Tabel iki dadi inti artikel. Saben angka mung ditrapake kanggo protokol tartamtu: zat warna padha, nanging dosis cahya utawa inkubasine beda, angkane uga beda. Aja nganggep MBC, MLC, lan MIC bisa diijolake. MBC lan MLC ing kene ateges ora ana organisme sing slamet ing subkultur, dene MIC ateges panghambatan pertumbuhan. Kahanan cahya diterangake ing saben entri.
| Organisme lan model | Asil ing peteng | Asil kanthi cahya | Kahanan |
|---|---|---|---|
| S. aureus NCTC 6571, suspensi planktonik | MBC 5 uM | MBC 5 uM | Tabel tinjauan, cahya putih 12 J per cm2 |
| S. aureus NCTC 6571, suspensi planktonik | MLC 2.5 uM | MLC 1 uM | Protokol primer 1997, 1.7 mW per cm2 suwene 1 jam, watara 6.3 J per cm2, inokulum cedhak 10^6 CFU per mL, dilapurake ing panaliten asli babagan daya fotobakterisidal fenotiazinium |
| MRSA EMRSA-15, planktonik | MBC 80 uM | MBC 20 uM | Tabel tinjauan, watara 12 J per cm2, sensitisasi kaping papat |
| MRSA EMRSA-16, planktonik | MBC 40 uM | MBC 10 uM | Protokol padha karo ing ndhuwur |
| E. coli NCTC 9001, planktonik | MBC 500 uM | MBC 100 uM | Protokol padha, sensitisasi kaping lima |
| P. aeruginosa NCTC 10622, planktonik | MBC 500 uM | MBC 25 uM | Protokol padha, sensitisasi kaping rong puluh |
| E. faecalis NCTC 775, planktonik | MLC 100 uM | MLC 100 uM | Protokol 1997 ing 6.3 J per cm2, ora ana paningkatan kanggo galur lan dosis iki |
| E. faecium sing resisten marang vankomisin, planktonik | MBC 400 uM | MBC 400 uM | Tabel tinjauan, ora ana paningkatan kanthi zat warna induk, dene turunan termetilasi sing luwih hidrofobik menehi paningkatan, miturut panaliten enterokokus sing resisten marang vankomisin |
| Candida albicans, planktonik | MIC luwih saka 12.79 ug per mL | MIC 12.79, 6.39, lan 1.59 ug per mL ing 5, 10, lan 15 J per cm2 | Prainkubasi ing peteng suwene 30 menit, LED abang 600 nganti 650 nm kanthi puncak ing 635 nm, miturut panaliten respons dosis tumindak fotodinamik antijamur biru metilena |
| C. albicans YEM14 dibandhingake galur kanthi ekspresi efluks berlebihan, patine mikroba adhedhasar CFU | Ora ditrapake | Patine galur induk watara 5 log, dene patine galur kanthi ekspresi CDR1/CDR2 berlebihan cedhak nol | Zat warna 100 uM, inkubasi 30 menit, 660 nm ing 60 J per cm2, miturut panaliten pangaribawa pompa efluks marang patine mikroba kanthi biru metilena lan cahya |
| Hifa Trichophyton rubrum dibandhingake spora | Ora ditrapake | MIC hifa watara 6.3 ug per mL, spora watara 2.0 ug per mL; pamblokiran CFU kanthi tuntas mbutuhake 5 ug per mL ditambah 100 J per cm2 kanggo hifa, dibandhingake 1.25 ug per mL ditambah 40 J per cm2 kanggo spora | Protokol fotodinamik 635 nm, miturut panaliten kerentanan dermatofit ing tataran pangembangan sing beda |
| Biofilm subgingiva mateng saka 33 spesies, piranti Calgary, dina 6 | MB wae nyuda cacah total luwih saka 80 persen | MB ditambah LED 660 nm nyuda aktivitas metabolik watara 55 persen, tanpa restrukturisasi komunitas kanthi amba | Zat warna 0.01 persen (100 ug per mL), 660 nm ing watara 330 mW per cm2 suwene 5 menit, pertumbuhan anaerobik, miturut panaliten in vitro biofilm oral saka akeh spesies |
Ana telung pola sing katon cetha. Kapisan, stafilokokus Gram positif mati ing tingkat mikromolar sing sithik, dene bakteri awujud batang Gram negatif mbutuhake zat warna watara satus kaping luwih akeh ing peteng, amarga membran njaba Gram negatif mbatesi mlebune zat kasebut. Cahya nyuda bedane, nanging ora ngilangi. Kapindho, tumindak antijamur biru metilena pancen ana nanging gumantung marang kahanan: daya biru metilena mateni Candida mundhak banget kanthi dosis cahya, lan siji owah-owahan fenotipe kayata ekspresi pompa efluks berlebihan bisa ngilangi efek mateni 5 log ing dosis sing padha. Katelu, biofilm mateng tumindake beda karo suspensi, lan larik biofilm oral kudu diwaca ing konteks iki.
Bakteri: ing ngendi cahya paling mbantu, lan ing ngendi ora
Stafilokokus kalebu organisme sing sensitif. Malah angka kanggo MRSA epidemik ing tabel tinjauan padha utawa luwih endhek tinimbang pembanding vankomisin sawise disinari, lan turunan dimetilasi menehi asil luwih apik maneh amarga metilasi nambah lipofilisitas lan asil oksigen singlet, uga nyegah reduksi menyang wujud leuko. Rincian kimia iki penting: nuduhake yen patine mikroba minangka asil gabungan pangiriman zat lan fotofisika, ora mung fotofisika.
Organisme Gram negatif nggambarake perane pangiriman zat. Pseudomonas mbutuhake 500 uM ing peteng lan 25 uM kanthi cahya, paningkatan kaping rong puluh, nanging angka kanthi cahya kasebut isih luwih dhuwur tinimbang rentang kanggo stafilokokus. Muatan kationik mbantu zat warna nyedhaki membran njaba, nanging penetrasi isih dadi wates. Formulasi, wektu inkubasi, lan pilihan turunan luwih akeh ngowahi angka kasebut tinimbang mung mbaleni panggunaan zat warna sing padha kanthi dosis luwih dhuwur.
Enterokokus menehi tuladha sing kudu digatekake. Ing protokol lawas, E. faecalis babar pisan ora nuduhake kauntungan saka cahya, lan E. faecium sing resisten marang vankomisin mbutuhake molekul sing beda, ora mung cahya luwih akeh. Sapa wae sing nyebut siji angka MBC biru metilena minangka konstanta antibakteri umum wis salah maca literatur. Konstanta kaya mangkono ora ana. Sing ana mung angka sing gumantung marang galur, medium, inokulum, inkubasi, dawa gelombang, lan fluens tartamtu. Cara maca angka kasebut tanpa ngapusi awake dhewe dibahas ing pandhuan kanggo napsirake kurva patine mikroba.
Jamur: rentan, nanging tataran lan pompa sing nemtokake
Tembok sel jamur sing dumadi saka glukan, manan, lan kitin menehi masalah panyerepan sing beda karo bakteri, lan jamur uga nduweni pertahanan aktif. Asil efluks Candida ing ndhuwur dadi tuladha paling cetha: zat warna padha, cahya padha, medium padha, nanging galur kanthi ekspresi berlebihan slamet dene galur induk kelangan watara 99.999 persen unit pembentuk koloni. Dermatofit nambah faktor tataran pangembangan. Spora luwih gampang mati tinimbang hifa, mula protokol sing ngilangi spora isih bisa ninggalake pecahan hifa sing urip ing dosis sing padha.
Mula, laporan antijamur biru metilena mbutuhake katelitian marang kahanan cahya sing padha karo laporan bakteri. Panaliten klinis fotodinamik kuku lan kulit masangake zat warna 1 nganti 2 persen karo cahya abang sing diukur ing fluens sing ditemtokake lan tindak lanjut, lan mbedakake tampilan klinis saka ilangane jamur sing dikonfirmasi kanthi pemeriksaan mikologi. Uji kasebut ditinjau ing ringkesan bukti fotodinamik kanggo jamur kuku lan kulit. Ngolesake zat warna encer ing lesi kanthi cahya ruangan mung ngasilake werna sing padha tanpa nindakake prosedure.
Pamriksa biofilm: model oral 33 spesies
Panaliten biofilm oral saka akeh spesies taun 2024 perlu digatekake amarga nguji kasus sing angel, dudu sing gampang. Telung puluh telu spesies oral, kalebu Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium, lan streptokokus oral, tuwuh kanthi anaerobik dadi biofilm mateng ing dina 6. Perlakuane yaiku zat warna 0.01 persen kanthi LED 660 nm suwene 5 menit ing iradiansi dhuwur. Zat warna wae lan cahya wae padha nyuda cacah total kanthi gedhe, lan gabungane nyuda aktivitas metabolik watara separo, nanging komunitase ora ngalami restrukturisasi lan biofilm ora dadi steril.
Iki efek sing nyata kanthi wates sing kudu diakoni. Asil kasebut ndhukung perlakuan fotodinamik minangka tambahan lokal ing kantong periodontal sing wis diresiki, dudu minangka cairan kumur sing bisa ngobati periodontitis sing wis didiagnosis kanthi mandiri. Iki nggawa kita menyang kesenjangan umum.
Sebabe mateni mikroba ing laboratorium ora padha karo pangobatan
Uji MBC planktonik menehi paparan zat warna sing seragam lan cahya sing seragam marang sel sing seragam ing medium kanthi oksigen. Lesi ora nyedhiyakake kahanan kasebut. Matriks alonake mlebune zat, kahanan kaya sel persister tahan marang oksidasi, getih lan eksudat nyerep cahya, wujud jaringan ninggalake bagean sing ketutupan bayangan, lan kantong hipoksik nyuda reaksi kimia Tipe II amarga oksigen singlet pancen mbutuhake oksigen molekuler. Infeksi campuran nambah spesies sing beda panyerepan lan kerentanane, mula siji angka saka galur rujukan ora bisa makili lokasi kasebut.
Tuladha oral ndadekake kesenjangan iki luwih cetha. Nyuda Porphyromonas utawa streptokokus ing cawan, utawa nyuda biofilm sing dikultur nganti separo, ora mbuktekake yen cairan kumur biru bisa ngobati periodontitis, nambani infeksi endodontik, utawa ngilangi bakteremia. Perawatan periodontal klinis gumantung marang pangrusakan lan pembuangan biofilm kanthi mekanis, ditambah pangelolaan anatomi kantong periodontal, dene perlakuan adhedhasar cahya ditliti minangka tambahan lokal. Konsentrasi zat warna sing mateni mikroba ing sumuran uji ora nduweni sesambungan tetep karo konsentrasi sing tekan bakteri ing sangisore garis gusi, lan cahya ruangan ora padha karo dosis 660 nm. Penentuan dosis, keamanan, lan wates interaksi kanggo panggunaan oral apa wae kudu ditangani klinisi, kaya sing diterangake ing rujukan keamanan lan interaksi.
Apa sing ora dibuktekake dening bukti iki
Bukti iki dudu pratelan babagan disinfektan omah. Tabel bakterisidal nggunakake galur, medium, wektu kontak, spektrum, lan fluens sing ditemtokake. Tabel kasebut ora menehi katrangan babagan lumahing pawon, wektu kontak sing dibutuhake nalika ana rereged organik, utawa standar disinfeksi miturut peraturan.
Bukti iki uga ora nuduhake pengganti antibiotik sistemik. Tumindak fotodinamik konvensional mbutuhake zat warna, cahya sing diserep, lan oksigen ing papan sing padha ing wektu sing padha. Cahya ora tekan lokasi jero utawa lokasi sing nyebar kaya obat sing diuntal bisa tekan getih. Literatur nempatake pendekatan iki kanggo infeksi lokal sing bisa digayuh utawa minangka tambahan, persis kaya Wainwright nggambarake disinfeksi lokal wiwit wiwitan.
Ringkesan sing cocog karo bukti luwih winates lan isih narik kawigaten. Biru metilena nduweni aktivitas antimikroba sing winates ing peteng, lan cahya abang ngaktifake efek fotodinamik sing luwih gedhe kanggo akeh bakteri lan jamur, kanthi prabédan angka sing gedhe antarane cahya lan peteng, kayata 500 dadi 25 uM kanggo Pseudomonas lan 80 dadi 20 uM kanggo MRSA epidemik, bebarengan karo kegagalan sing menehi piwulang ing enterokokus lan Candida sing nduweni fungsi efluks. Penerapan asil kasebut gumantung marang pangiriman zat, fisiologi biofilm, lan oksigen kanthi bobot sing padha karo konsentrasi nominal zat warna. Yen kahanan kasebut tetep diterangake, angka-angkane nduweni teges. Yen kahanan kasebut diilangi, angka-angkane ora nduweni teges.