In perioada derulata de la inceputul proiectului, au fost desfasurate activitati care sa conduca la atingerea obiectivelor propuse.
Astfel, in prima etapa, scopul a fost de a obtine in diferite conditii experimentale filme de ZnO care sa fie hidrofobe. Am obtinut o valoare a unghiului de contact >90° pentru filmele depuse cu 600 pulsuri laser. S-a efectuat izolarea și selecția tulpinilor microbiene ce au fost folosite ulterior si, de asemenea, o evaluare preliminară a capacității de aderență și formare de biofilme. În acest studiu au fost selectate 8 tulpini bacteriene model de specii Gram positive și Gram negative. Patru sunt tulpini de laborator și patru sunt izolate clinic, obținute din secreții de plagă. In urma analizelor efectuate, concluzia a fost ca toate tulpinile selectate au capacitatea de a adera și de a forma biofilme pe suport inert în condiții standard.
A doua etapa a proiectului a avut mai multe obiective de atins: sinteza si functionalizarea nanoparticulelor de Fe3O4, caracterizarea fizico-chimica si evaluarea antimicrobiana, obtinerea de filme subtiri pe pansamente si caracterizarea acestora.
Am obtinut combinatii diverse, prin functionalizarea nanoparticulelor de Fe3O4 cu ulei/pulbere de Nigella sativa sau/si antibiotic (DCX/NEO/LIN).
Structura cristalina a nanoparticulelor de Fe3O4 a fost evidentiata prin XRD si confirmata prin TEM.
Analiza in timp a stabilitatii si degradarii componentelor nanoparticulelor a aratat ca in cazul nanoparticulelor de Fe3O4@PNS@DCX pierderea masei initiale este de 5.33% in intervalul de temperatura RT-180 oC, iar pentru proba Fe3O4@PNS@NEO pierderea a fost de 9.14% din masa initiala in acelasi interval de temperatura.
Efectul de inhibare a cresterii tulpinilor a fost observat atat la cele Gram pozitive, cat si la cele Gram negative, in special in cazul tulpinilor S. aureus si B. subtilis. De asemenea, acest studiu a relevat faptul ca DCX a fost cel mai eficient impotriva bacteriilor Gram pozitive.
Din analiza de determinare a MIC a rezultat faptul ca nanoparticulele functionalizate cu antibiotic au aratat cel mai eficient efect antibacterian. Valorile cele mai mici ale MIC au fost obtinute in cazul functionalizarii cu DCX in special pentru tulpinile S. aureus si B. subtilis (MIC ⸦ (0,003 – 0,05) mg/mL). In cazul tulpinilor E. coli si P. aeruginosa, valorile MIC s-au aflat in intervalul (0.46 - 1.875 mg/mL). Cele mai mari valori ale MIC s-au obtinut pentru nanoparticulele de Fe3O4 simple, iar pentru cele de Fe3O4@NS s-au situat in intervalul (3.75 - 7.5 mg/mL).
S-au depus prin MAPLE filme din toate combinatiile core-shell atat pe discuri de celuloza, cat si pe substraturi de Si. Filmele au fost caracterizate fizico-chimic si evaluate din punct de vedere antimicrobian. In acest raport au fost prezentate rezultatele obtinute in special pe combinatia ce contine DCX deoarece au fost apreciate ca fiind cele mai potrivite pentru scopul final al studiului. Filmul obtinut din tinta Fe3O4@PNS@DCX a fost amorf, in comparatie cu cele din Fe3O4@NS@DCX si Fe3O4@DCX. In schimb, analiza XRR a aratat ca filmul anorf este mult mai dens decat cele cristaline. Analiza FTIR a relevat faptul ca transfeurul laser nu a afectat integritatea chimică a materialului în cazul tuturor filmelor cu conținut în DCX.
In urma evaluarii procesului de eliberare a substantei active putem concluziona că o cantitate semnificativă de medicament ce se eliberează în cele 8 h de testare distruge tulpinile microbiene aderate, în timp ce o cantitate mai mică de medicament eliberată în zilele următoare previne formarea biofilmului bacterian care poate provoca infecții.
Cel mai eficient efect antimicrobian a fost observat în cazul pansamentelor cu Fe3O4@PNS@DCX, acesta fiind evidențiat atât în privința creșterii și multiplicării microorganismelor, cât și asupra capacității acestora de a dezvolta biofilme monospecifice.
