Studie beschreibt Zinkoxid-Nanopartikel-Strategie zur Inaktivierung multiresistenter Bakterien

Ein Artikel veröffentlicht in der Zeitschrift für Umweltchemie beschreibt eine mögliche Strategie zur selektiven Hemmung multiresistenter Bakterien, die durch den wahllosen Einsatz von Antibiotika immer häufiger vorkommen und daher ein großes Risiko für die menschliche Gesundheit darstellen.

Der Artikel schlägt vor, Metall- oder Metalloxid-Nanopartikel zur Inaktivierung multiresistenter Bakterien durch Ionenfreisetzung, direkten Kontakt zwischen Nanopartikeln und Bakterien über elektrostatische Wechselwirkung oder Bildung reaktiver Sauerstoffspezies zu verwenden. Alle diese Prozesse töten Bakterien ab, indem sie ihre Zellmembranen zerstören.

Zu den Autoren gehören brasilianische Wissenschaftler des Center for Development of Functional Materials (CDMF), einem Forschungs-, Innovations- und Verbreitungszentrum (RIDC) der Bundesuniversität São Carlos (UFSCar); das São Carlos Physics Institute der Universität São Paulo (IFSC-USP); Institut für Chemie der Staatlichen Universität von São Paulo (IQ-UNESP); und das Bundesinstitut für Bildung, Wissenschaft und Technologie von Maranhão (IFMA).

Die Forscher stellten eine Reihe von Zinkoxid-Nanopartikeln (ZnO-NPs) unterschiedlicher Morphologie her und testeten sie in einem wässrigen Medium. Dabei stellten sie fest, dass das Nanomaterial eine große Gruppe multiresistenter Bakterien, die aus menschlichen klinischen Proben isoliert wurden, erfolgreich abtötete. Ziel des Experiments war es, die antibakterielle Aktivität von ZnO-NPs gegen Stämme aus klinischen Isolaten zu überprüfen.

Mithilfe der Hauptkomponentenanalyse, einem statistischen Verfahren, das Informationsinhalte in großen Datentabellen zusammenfasst, wurde untersucht, wie sich Änderungen der Nanopartikel-Syntheseparameter auf die antibakterielle Aktivität des Materials auswirken.

Laut Gleison Marques, einem Ph.D. Als Kandidat für Chemie an der UFSCar und Erstautor der Arbeit besteht der Vorteil der Verwendung von ZnO darin, dass es von Regulierungsbehörden auf der ganzen Welt als sicher gilt und in vielen Arten funktionalisierter Materialien für die Massenproduktion verwendet werden kann. Darüber hinaus sind ZnO-NPs billiger als Nanopartikel aus anderen Metallen wie Gold oder Silber.

Das Material habe das Potenzial, unter anderem in der Wasseraufbereitung, Lebensmittelverpackung und im Sonnenschutz eingesetzt zu werden, sagte Marques. Es seien jedoch weitere Studien erforderlich, um mögliche Kontraindikationen hinsichtlich der Dosierung, der Toxizität im Wasser und der Wechselwirkung mit komplexen biologischen Systemen zu analysieren.

„Die nächsten Schritte umfassen die Anwendung dieser Nanopartikel in Polymersystemen zur Herstellung von Nanokompositen, die beispielsweise zur Beschichtung von Metalloberflächen in Krankenhäusern verwendet werden können“, sagte er.