Инструментальный метод с импедиметрической детекцией для оценки антимикробного потенциала материалов, используемых для медицинских масок

Цель исследования. Оптимизировать параметры тестирования антимикробной активности модифицированных нетканых материалов, используемых для изготовления медицинских масок, в отношении изолятов микроорганизмов с выраженными фенотипическими признаками агрессии и провести количественную оценку антимикробного потенциала методом с импедиметрической детекцией.
Материалы и методы. Оценку антимикробного потенциала проводили, моделируя прямой контакт материала после обработки растворами октенидина гидрохлорида, в условиях in vitro методом с импедиметрической детекцией на основании предложенного маркера IDT — продолжительности lag-фазы развития популяции тест-штамма с использованием программного обеспечения микробиологического анализатора. Антимикробный потенциал рассчитывали по предложенной формуле и оценивали в соответствии с обоснованной количественной шкалой.
Результаты. В лабораторных условиях оптимизированы параметры тестирования антимикробной активности нетканых материалов с антимикробной обработкой октенидина гидрохлоридом с использованием инструментального метода с импедиметрической детекцией. Установлено, что изолят Escherichia coli 43-02012021 и изолят Enterobacter cloaceae 14-21072021 были более чувствительны к воздействию образца, полученного методом электронно-лучевого напыления октенидина гидрохлорида из активной газовой фазы, по сравнению с образцом, полученным методом импрегнирования октенидина гидрохлоридом wet chemistry из раствора в вакууме.
Заключение. Метод оценки с импедиметрическим принципом детекции расширяет арсенал инструментальных методов количественного определения антимикробного потенциала нетканых материалов. Стандартные отклонения измерений σ составили 4,4–8,1 %, что является приемлемым для получения достоверных результатов в условиях внутрилабораторного тестирования.

1. Munteanu F-D, Titoiu AM, Marty J-L, Vasilescu A. Detection of Antibiotics and Evaluation of Antibacterial Activity with Screen-Printed Electrodes. Sensors (Basel). 2018;18(3):901. DOI: https://doi.org/10.3390/s18030901

2. Muddin A, Hossain MM, Safavieh M, Wong YL, Abd Rahman I, Zourob M. et al. Toward the development of smart and low cost point-of-care biosensors based on screen printed electrodes (Review). Crit Rev Biotechnol. 2016;36(3):495-505. DOI: https://doi.org/10.3109/07388551.2014.992387

3. Majdinasab M, Badea M, Marty JL. Aptamer-Based Lateral Flow Assays: Current Trends in Clinical Diagnostic Rapid Tests. Pharmaceuticals (Basel). 2022;15(1):90. DOI: https://doi.org/10.3390/ph15010090

4. Brosel-Oliu S, Mergel O, Uria N, Abramova N, van Rijn P, Bratov A. 3D impedimetric sensors as a tool for monitoring bacterial response to antibiotics. Lab Chip. 2019;(19):1436-1447. DOI: https://doi.org/10.1039/C8LC01220B

5. Дудчик НВ. Альтернативное тестирование токсичности: применение методов импедансной технологии в токсиколого-гигиенической практике. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2008;(1):148.

6. Parnia Forouzandeh, Kris O’Dowd, Suresh C. Pillai. Face masks and respirators in the fight against the COVID-19 pandemic: A review of current materials, advances and future perspectives. Materials (Basel). 2020;13 (15):1-27. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ssci.2020.104995

7. Kentaro Yamauchi, Yanyan Yao, Tsuyoshi Ochiai, Munetoshi Sakai, Yoshinobu Kubota, Goro Yamauchi. Antibacterial Activity of Hydrophobic Composite Materials Containing a VisibleLight-Sensitive Photocatalyst. J. Nanotechnol. 2011;(2011):1-7. DOI: https://doi.org/10.1155/2011/380979

8. Alvarez-Marin R, Aires-de-Sousa M, Nordmann P, Kieffer N, Poirel L. Antimicrobial activity of octenidine against multidrugresistant Gram-negative pathogens. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2017;36(12):2379-2383. DOI: https://doi.org/10.1007/s10096-017-3070-0

9. Malanovic N, On A, Pabst G, Zellner A, Lohner K. Octenidine: Novel insights into the detailed killing mechanism of Gram-negative bacteria at a cellular and molecular level. Int. J. of Antimicrob. Agents. 2020;56(5):106146. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2020.106146

10. Dudchik NV, Sychik SI, Nezhvinskaya OE, Kolomiets ND, Fedorenko EV, Drozdova EV et al. Bacterial profiles and phenotypic biomarkers of microbiota isolates in habitat: hazard identification factors. Health Risk Analysis. 2020;(2):92-100. DOI: https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.2.10.eng

11. Мельникова ЛА, Дудчик НВ, Коломиец НД. Изучение эффективности различных методов дезобработки. Хранение и переработка сельхозсырья. 2003;(8):98.

12. Дудчик НВ, Филонов ВП, Щербинская ИП. Кинетические и культурально-морфологические особенности чувствительных культур микроорганизмов при токсическом воздействии. Медицинский журнал. 2010;3(33):143-145.

13. ГОСТ ISO/IEC 17025-2019. Межгосударственный стандарт. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. Взамен ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009. Введ. 01.09.2019. Москва: Изд-во стандартов, 2019. 26 с.

14. Couto RAS, Lima JLFC, Quinaz MB. Recent developments, characteristics and potential applications of screen-printed electrodes in pharmaceutical and biolagical analysis. Talanta. 2016;(146):801-814. DOI: https://doi.org/10.1016/j.talanta.2015.06.011