Нийтлэл
Метилен хөхийн нянгийн эсрэг судалгаа: бактери, мөөгөнцөр ба гэрлээр идэвхжүүлэх нь
Хоёр уншигч метилен хөхийн нянгийн эсрэг үйлчлэл гэсэн хэллэгийг хараад өөр өөр зүйл төсөөлнө. Нэг нь хүрэлцсэн даруйдаа бичил биетнийг хордуулдаг хөх шингэн гэж төсөөлнө. Нөгөө нь будагч бодисыг улаан гэрэлтэй хослуулан тэдгээрийг устгах ажилбар гэж төсөөлнө. Аль алинд нь үнэний хувь бий. Гэхдээ аль нь ч бүрэн ойлголт биш бөгөөд тэдгээрийг хооронд нь хольж ойлгох нь цахим орчин дахь ихэнх мэдэгдэл буруу болох шалтгаан болдог.
Энэ ялгаа бол уг тоймын гол сэдэв юм. Метилен хөх нь хангалттай концентрацтай үед харанхуйд бага зэргийн хорт үйлчлэлтэй. Улаан гэрэлтэй үед гэрэл мэдрэгжүүлэгч болж, фотон шингээж, урвалд идэвхтэй триплет төлөвт шилжин, олон байг нэгэн зэрэг гэмтээх исэлдэлтийн химийн урвалыг өдөөдөг. Гэрлээр идэвхждэг энэ горим нь нянгийн эсрэг фотодинамик эмчилгээ хэмээх өөрийн нэртэй, мөн өөрийн нөхцөлтэй. Үүнийг дан ганц концентрацаар тодорхойлохгүй. Долгионы урт, гэрлийн тун, инкубаци, хүчилтөрөгч болон тухайн бичил биетэн үр дүнг шийддэг.
Устгалын хоёр ойлголт
Эхлээд харанхуй нөхцөл дэх үйлчлэлийг авч үзье. Метилен хөх нь эерэг цэнэгтэй фенотиазинийн будагч бодис юм. Энэ нь бичил биетний эсийн бүрхүүлтэй холбогдож, эсүүдэд харилцан адилгүй хэмжээгээр нэвтэрч, исэлдэн ангижрах болон холбогдох химийн урвалд оролцдог. Энд фотон оролцохгүй. Устгал явагддаг ч зөвхөн тухайн бичил биетнээс хамааран ихээхэн ялгаатай концентрацад явагдах бөгөөд механизм нь ганц тодорхой байгаар хязгаарлагддаггүй.
Фотодинамик үйлчлэлд гэрэл нэмэгдэнэ. Ойролцоогоор 630-аас 680 nm мужийн улаан фотонууд будагч бодисын шингээлтийн зурвастай давхцдаг бөгөөд мономерын оргил нь 664 nm орчим байдаг. Шингээлт нь будагч бодисыг богино настай синглет төлөвт, дараа нь илүү урт настай триплет төлөвт шилжүүлдэг. Үүнээс цааш хоёр бүлэг урвал явагдана. I төрлийн химийн урвалд триплет төлөв нь субстрат руу электрон шилжүүлж, супероксид болон гидроксил хэлбэрүүдийг оролцуулсан радикалын урвалын замуудыг эхлүүлдэг. II төрлийн химийн урвалд энергийг үндсэн төлөвийн хүчилтөрөгчид шууд дамжуулж, синглет хүчилтөрөгч үүсгэдэг. Хоёулаа нэгэн зэрэг явагдаж болох тул будагч бодисыг зөвхөн синглет хүчилтөрөгч үүсгэгч гэж нэрлэх нь хэт хялбарчилсан ойлголт юм. Фенотиазинийн гэрэл мэдрэгжүүлэгчдийн бүтэц ба идэвхийн хамаарлын тойм үүнийг шууд харуулдаг: бүтэц төстэй будагч бодисуудын бактерид үзүүлэх гэрлийн хорт үйлчлэл нь зөвхөн синглет хүчилтөрөгчийн гарцтай уялдаагүй. Учир нь эсэд нэвтрэх байдал, байршил, идэвхгүй лейко хэлбэрт ангижрах явц нь гэрлийн физик шинжүүдтэй адил чухал байв. Долгионы уртын энэ зарчмын цаадах фотохимийг будагч бодис ба улаан гэрлийн хавсарсан хэрэглээний тоймд тайлбарласан.
Синглет хүчилтөрөгч нь нэг ашигтай шинжийн гол үндэс болдог. Энэ нь олон биомолекултай нэгэн зэрэг урвалд ордог тул үйлчлэл нь ганц фермент эсвэл холбогч уурагт чиглэх бус, олон хүчин зүйлээр явагддаг. Фотодинамик нянгийн эсрэг хими эмчилгээний суурь тайлбар үүнийг ердийн тэсвэржилтийн үзүүлэлтүүд төдийлөн нөлөөлдөггүй шалтгаан гэж үзсэн: пенициллинтэй холбогдох нэмэлт уураг эсвэл мутацид орсон топоизомераз нь идэвхтэй хүчилтөрөгчийн огцом үүсэлтийг хориглож чадахгүй. Доорх хүснэгтээс харахад энэ үндэслэл нь метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus болон ванкомицинд тэсвэртэй энтерококкийн туршилтуудад нийцсэн. Энэ нь тэсвэржилт үүсэх боломжгүй гэсэн үг биш, харин өөрөөр явагддаг гэсэн үг юм. Эсээс гадагшлуулах шахуургууд болон антиоксидант хамгаалалт нь ялангуяа мөөгөнцөрт шаардагдах тунг өөрчилж чадна.
Бичил биетэн ба судалгааны загварын хүснэгт
Энэ хүснэгт нь нийтлэлийн гол мэдээлэл юм. Үзүүлэлт бүр тухайн протоколоос хамаарна: ижил будагч бодистой ч гэрлийн тун эсвэл инкубаци өөр байвал тоон утга өөр байна. MBC, MLC, MIC-ийг хооронд нь орлуулж болох үзүүлэлт гэж бүү ойлгоорой. Энд MBC болон MLC нь дахин өсгөвөрлөхөд амьд үлдсэн бичил биетэн илрээгүйг, харин MIC нь өсөлтийг дарангуйлсныг илэрхийлнэ. Мөр бүрд гэрлийн нөхцөлийг дурдсан.
| Бичил биетэн ба загвар | Харанхуй нөхцөл дэх үр дүн | Гэрэлтэй нөхцөл дэх үр дүн | Нөхцөл |
|---|---|---|---|
| S. aureus NCTC 6571, чөлөөт эсийн суспенз | MBC 5 uM | MBC 5 uM | Тоймын хүснэгт, цагаан гэрэл 12 J per cm2 |
| S. aureus NCTC 6571, чөлөөт эсийн суспенз | MLC 2.5 uM | MLC 1 uM | 1997 оны анхдагч судалгааны протокол, 1 цагийн турш 1.7 mW per cm2, ойролцоогоор 6.3 J per cm2, эхний тарилгын нягт 10^6 CFU per mL орчим, фенотиазинийн гэрлээр бактери устгах анхны судалгаанд мэдээлсэн |
| MRSA EMRSA-15, чөлөөт эсүүд | MBC 80 uM | MBC 20 uM | Тоймын хүснэгт, ойролцоогоор 12 J per cm2, мэдрэг чанар дөрөв дахин нэмэгдсэн |
| MRSA EMRSA-16, чөлөөт эсүүд | MBC 40 uM | MBC 10 uM | Дээрхтэй ижил протокол |
| E. coli NCTC 9001, чөлөөт эсүүд | MBC 500 uM | MBC 100 uM | Ижил протокол, мэдрэг чанар тав дахин нэмэгдсэн |
| P. aeruginosa NCTC 10622, чөлөөт эсүүд | MBC 500 uM | MBC 25 uM | Ижил протокол, мэдрэг чанар хорь дахин нэмэгдсэн |
| E. faecalis NCTC 775, чөлөөт эсүүд | MLC 100 uM | MLC 100 uM | 1997 оны протокол, 6.3 J per cm2, энэ омог ба тунгийн хувьд сайжрал гараагүй |
| Ванкомицинд тэсвэртэй E. faecium, чөлөөт эсүүд | MBC 400 uM | MBC 400 uM | Тоймын хүснэгт, анхны будагч бодисоор сайжрал гараагүй ч илүү гидрофоб метилжүүлсэн уламжлалууд үр дүнг сайжруулсан, ванкомицинд тэсвэртэй энтерококкийн судалгааны дагуу |
| Candida albicans, чөлөөт эсүүд | MIC 12.79 ug per mL-ээс дээш | 5, 10, 15 J per cm2 үед MIC тус тус 12.79, 6.39, 1.59 ug per mL | Харанхуйд 30 минутын урьдчилсан инкубаци, 600-аас 650 nm мужийн, 635 nm-д оргилтой улаан LED, метилен хөхийн мөөгөнцрийн эсрэг фотодинамик үйлчлэлийн тун–хариу урвалын судалгааны дагуу |
| C. albicans YEM14 ба гадагшлуулах шахуургын хэт илэрхийлэлтэй хувилбарын харьцуулалт, CFU устгал | Хамаарахгүй | Анхны омогт ойролцоогоор 5 log устгал, CDR1/CDR2 хэт илэрхийлэлтэй хувилбарт бараг тэг устгал | 100 uM будагч бодис, 30 минутын инкубаци, 660 nm, 60 J per cm2, метилен хөхийн гэрлийн устгалд гадагшлуулах шахуургын үзүүлэх нөлөөний судалгааны дагуу |
| Trichophyton rubrum-ийн гиф ба спорын харьцуулалт | Хамаарахгүй | Гифийн MIC ойролцоогоор 6.3 ug per mL, спорынх ойролцоогоор 2.0 ug per mL; CFU үүсэлтийг бүрэн хориглоход гифэд 5 ug per mL болон 100 J per cm2, харин спорт 1.25 ug per mL болон 40 J per cm2 шаардлагатай байсан | 635 nm фотодинамик протокол, дерматофитын хөгжлийн үе шатнаас хамаарах мэдрэг чанарын судалгааны дагуу |
| 33 зүйлийн буйлны доорх боловсорсон биохальс, Calgary төхөөрөмж, 6 дахь өдөр | Зөвхөн MB хэрэглэсэн үед нийт тоо 80 хувиас илүү буурсан | MB болон 660 nm LED хэрэглэсэн үед бодисын солилцооны идэвх ойролцоогоор 55 хувиар буурсан, бүлгэмдлийн бүтэц өргөн хүрээнд өөрчлөгдөөгүй | 0.01 хувийн будагч бодис (100 ug per mL), 660 nm, ойролцоогоор 330 mW per cm2, 5 минутын турш, хүчилтөрөгчгүй нөхцөлд өсгөвөрлөсөн, амны хөндийн олон зүйлийн биохальсын in vitro судалгааны дагуу |
Гурван хандлага тод харагдана. Нэгдүгээрт, Грам-эерэг стафилококк бага микромоляр концентрацад устдаг бол Грам-сөрөг савханцарт харанхуй нөхцөлд ойролцоогоор зуу дахин их будагч бодис хэрэгтэй. Учир нь Грам-сөрөг бактерийн гадна мембран нэвтрэлтийг хязгаарладаг. Гэрэл энэ зөрүүг багасгадаг ч бүрэн арилгадаггүй. Хоёрдугаарт, метилен хөхийн мөөгөнцрийн эсрэг үйлчлэл бодит боловч нөхцөлөөс хамаардаг: Candida-г устгах метилен хөхийн үйлчлэл гэрлийн тун нэмэгдэхэд эрс сайжирдаг бөгөөд гадагшлуулах шахуургын хэт илэрхийлэл зэрэг ганц фенотипийн өөрчлөлт ижил тунгаар гарсан 5 log устгалыг үгүй хийж чадна. Гуравдугаарт, боловсорсон биохальс нь суспензээс өөрөөр хариу үзүүлдэг бөгөөд амны хөндийн биохальсын мөрийг энэ хүрээнд ойлгох хэрэгтэй.
Бактери: гэрэл хаана хамгийн их тусалдаг, хаана тусалдаггүй вэ
Стафилококк бол мэдрэг жишээ юм. Гэрэл хэрэглэсний дараа эпидемийн MRSA-ийн тоймын хүснэгт дэх үзүүлэлтүүд хүртэл харьцуулсан ванкомицины үзүүлэлттэй тэнцүү эсвэл түүнээс бага байсан. Диметилжүүлсэн уламжлалууд үүнээс ч илүү сайн үр дүнтэй байв. Учир нь метилжүүлэлт нь липофиль чанар болон синглет хүчилтөрөгчийн гарцыг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ лейко хэлбэрт ангижрахыг сааруулсан. Энэ химийн нарийн ялгаа чухал: устгал нь зөвхөн гэрлийн физик шинжүүдээс бус, хүргэлт болон гэрлийн физик шинжүүдийн нийлбэрээс хамаардгийг харуулдаг.
Грам-сөрөг бичил биетнүүд хүргэлтийн ач холбогдлыг харуулдаг. Pseudomonas-д харанхуйд 500 uM, гэрэлтэй үед 25 uM шаардлагатай байсан нь хорь дахин сайжирсан үзүүлэлт боловч гэрэлтэй үеийн утга нь стафилококкийн хүрээнээс нэлээд өндөр хэвээр байна. Катионы цэнэг будагч бодисыг гадна мембранд ойртоход тусалдаг ч нэвтрэлт хязгаарлагч хүчин зүйл хэвээр үлддэг. Бэлдмэлийн найрлага, инкубацийн хугацаа, уламжлалын сонголт нь ижил будагч бодисыг илүү өндөр тунгаар дахин хэрэглэхээс илүүтэйгээр эдгээр үзүүлэлтийг өөрчилдөг.
Энтерококк анхаарах шаардлагатайг харуулдаг. Өмнөх протоколуудаар E. faecalis-д гэрлийн ямар ч давуу тал илрээгүй бөгөөд ванкомицинд тэсвэртэй E. faecium-д илүү их гэрэл бус, өөр молекул шаардлагатай байсан. Метилен хөхийн ганц MBC утгыг бактерийн эсрэг үйлчлэлийн ерөнхий тогтмол мэт эшилж буй хүн судалгааны бүтээлүүдийг буруу ойлгож байна. Тийм тогтмол байхгүй. Зөвхөн омог, тэжээлт орчин, эхний тарилгын хэмжээ, инкубаци, долгионы урт, нэгж талбайд өгсөн гэрлийн энергиэс хамаарах утгууд л бий. Эдгээр үзүүлэлтийг өөрийгөө төөрөгдүүлэхгүйгээр хэрхэн уншихыг устгалын муруйг тайлбарлах гарын авлагад авч үзсэн.
Мөөгөнцөр: мэдрэг боловч хөгжлийн үе шат, шахуургууд шийддэг
Глюкан, маннан, хитинээс тогтох мөөгөнцрийн эсийн хана нь бактерийнхаас өөр нэвтрэлтийн бэрхшээл үүсгэдэг бөгөөд мөөгөнцөр идэвхтэй хамгаалалтын тогтолцоотой. Дээрх Candida-ийн гадагшлуулах шахуургын үр дүн бол хамгийн тод жишээ: будагч бодис, гэрэл, тэжээлт орчин бүгд ижил байхад хэт илэрхийлэлтэй хувилбар амьд үлдсэн, харин анхны омгийн колони үүсгэх нэгжийн ойролцоогоор 99.999 хувь устсан. Дерматофитын хувьд хөгжлийн үе шат гэсэн нэмэлт хүчин зүйл бий. Спор нь гифээс хавьгүй амархан устдаг тул спорыг бүрэн устгасан протокол ижил тунгаар гифийн хэсгүүдийг амьд үлдээж болно.
Иймээс метилен хөхийн мөөгөнцрийн эсрэг судалгааны тайлангууд бактерийн судалгаатай адил гэрлийн нөхцөлийг нарийн баримтлах шаардлагатай. Хумс, арьсны фотодинамик эмчилгээний эмнэлзүйн судалгаанууд 1-ээс 2 хувийн будагч бодисыг хэмжсэн улаан гэрэлтэй, тодорхойлсон нэгж талбайн энерги болон дараах хяналттай хослуулж, эмнэлзүйн харагдах байдлыг мөөгөнцрийн шинжилгээгээр бүрэн арилсан эсэхээс тусад нь үнэлсэн. Эдгээр туршилтыг хумс, арьсны мөөгөнцрийн фотодинамик эмчилгээний нотолгооны хураангуйд тоймлосон. Өрөөний гэрэлд шингэрүүлсэн будагч бодисыг гэмтсэн хэсэгт түрхэх нь өнгийг нь дуурайх боловч ажилбарыг нь орхигдуулдаг.
Биохальсын шалгалт: амны хөндийн 33 зүйлийн загвар
Амны хөндийн олон зүйлийн биохальсын 2024 оны судалгаа нь хялбар бус, хүндрэлтэй загварыг туршсан учраас анхаарал татна. Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Fusobacterium болон амны хөндийн стрептококк зэрэг амны хөндийн гучин гурван зүйл хүчилтөрөгчгүй нөхцөлд өсөж, 6 дахь өдөр боловсорсон биохальс үүсгэсэн. Боловсруулалтад 0.01 хувийн будагч бодисыг 660 nm LED-тэй хослуулж, өндөр цацрагийн чадлын нягтаар 5 минут хэрэглэсэн. Дан будагч бодис болон дан гэрэл хоёулаа нийт тоог мэдэгдэхүйц бууруулсан бөгөөд хослуулсан хэрэглээ бодисын солилцооны идэвхийг ойролцоогоор тал хувиар бууруулсан. Гэсэн ч бүлгэмдлийн бүтэц өөрчлөгдөөгүй, биохальс бүрэн ариутгагдаагүй.
Энэ нь бодит үр нөлөө боловч хязгаар нь тодорхой. Энэ үр дүн нь фотодинамик эмчилгээг цэвэрлэсэн буйлны халаасанд орон нутгийн нэмэлт арга болгон хэрэглэхийг дэмжиж байгаа болохоос оношлогдсон пародонтитыг дангаараа эмчлэх зайлах уусмал гэж үзэхийг дэмжихгүй. Эндээс бид ерөнхий зөрүүг авч үзье.
Лабораторийн устгал яагаад эмчилгээтэй адил биш вэ
Чөлөөт эсийн MBC-ийг хэмжихэд хүчилтөрөгчтэй тэжээлт орчинд жигд эсүүдийг жигд будагч бодис, жигд гэрэлд өртүүлдэг. Гэмтсэн хэсэгт эдгээр нөхцөлийн аль нь ч бүрдэхгүй. Матрикс нэвтрэлтийг удаашруулж, тэсвэрлэн үлдэгч эсийнхтэй төстэй төлөвүүд исэлдэлтийг дааж, цус болон шүүрэл гэрэл шингээж, эдийн хэлбэр сүүдэр үүсгэнэ. Мөн хүчилтөрөгч багатай халаасууд II төрлийн химийн урвалыг сулруулдаг. Учир нь синглет хүчилтөрөгч үүсэхэд молекул хүчилтөрөгч зайлшгүй шаардлагатай. Холимог халдварын үед нэвтрэлт болон мэдрэг чанараараа ялгаатай зүйлүүд нэмэгддэг тул нэг лавлагаа омгийн утга тухайн хэсгийг төлөөлж чадахгүй.
Амны хөндийн жишээ энэ зөрүүг тодорхой харуулна. Лабораторийн аяганд Porphyromonas эсвэл стрептококкийн тоог бууруулах, эсвэл өсгөвөрлөсөн биохальсыг тал хувиар дарангуйлах нь хөх зайлах уусмал пародонтитыг эмчилдэг, шүдний сувгийн халдварыг эдгээдэг, эсвэл бактериемийг арилгадаг гэдгийг тогтоохгүй. Эмнэлзүйн пародонтын тусламж нь биохальсыг механикаар эвдэж зайлуулах, буйлны халаасны анатомийн нөхцөлийг зохицуулахад тулгуурладаг бөгөөд гэрэлд суурилсан эмчилгээг хэсэг газрын нэмэлт арга байдлаар судалж байна. Туршилтын үүрэнд бактери устгах будагч бодисын концентраци нь буйлны ирмэгийн доорх бактерид хүрэх концентрацтай тогтмол хамааралгүй бөгөөд өрөөний гэрэл нь 660 nm-ийн гэрлийн тун биш юм. Амны хөндийн аливаа хэрэглээний тун, аюулгүй байдал, харилцан үйлчлэлийн хязгаарыг эмнэлгийн мэргэжилтэнтэй шийдэх ёстойг аюулгүй байдал ба харилцан үйлчлэлийн лавлагаанд тайлбарласан.
Энэ нотолгоо юуг илэрхийлэхгүй вэ
Энэ нь ахуйн ариутгалын бодисын тухай мэдэгдэл биш. Бактери устгах үзүүлэлтийн хүснэгтүүд тодорхойлсон омог, тэжээлт орчин, хүрэлцэх хугацаа, спектр, нэгж талбайд өгсөн гэрлийн энергийг ашигладаг. Эдгээр нь гал тогооны гадаргуу, органик бохирдолтой үед шаардагдах хүрэлцэх хугацаа, эсвэл зохицуулалтын халдваргүйжүүлэлтийн стандартын талаар юу ч хэлэхгүй.
Мөн бүх биеэр үйлчлэх антибиотикийг орлуулах арга биш. Ердийн фотодинамик үйлчлэлд будагч бодис, шингээгдсэн гэрэл, хүчилтөрөгч нэг газарт, нэгэн зэрэг байх шаардлагатай. Ууж хэрэглэсэн эм цусанд хүрдэгтэй адил гэрэл нь гүн байрлалтай эсвэл тархсан голомтод хүрэхгүй. Судалгааны бүтээлүүд энэ аргыг хүрэх боломжтой хэсэг газрын халдварын үед эсвэл нэмэлт арга байдлаар авч үздэг бөгөөд Wainwright анхнаасаа хэсэг газрын халдваргүйжүүлэлтийг яг ийм хүрээнд тодорхойлсон.
Зүй ёсны дүгнэлт нь илүү явцуу боловч сонирхолтой хэвээр. Метилен хөх харанхуйд бага зэргийн нянгийн эсрэг идэвхтэй бөгөөд улаан гэрэл олон бактери, мөөгөнцөрт хавьгүй хүчтэй фотодинамик үйлчлэлийг идэвхжүүлдэг. Үүнд Pseudomonas-ийн 500-аас 25 uM, эпидемийн MRSA-ийн 80-аас 20 uM зэрэг гэрэлтэй ба харанхуй нөхцөлийн их ялгаатай үзүүлэлтүүд, мөн энтерококк болон гадагшлуулах чадвартай Candida-д үр дүн гараагүй сургамжтай жишээнүүд багтана. Судалгааны үр дүнг практикт шилжүүлэхэд будагч бодисын нэрлэсэн концентрацаас гадна хүргэлт, биохальсын физиологи, хүчилтөрөгч адил хэмжээнд нөлөөлнө. Эдгээр нөхцөлийг тодорхой байлгавал тоонууд утгатай. Тэдгээрийг хасвал тоонууд юу ч илэрхийлэхгүй.