Podrobno

Magnetomechanical detachment of bacterial biofilms using anisotropic magnetic iron oxide nanochains
ID Šavli, Matija (Avtor), ID Černila, Manca (Avtor), ID Caf, Maja (Avtor), ID Zahirović, Abida (Avtor), ID Zaveršek, Nika (Avtor), ID Nemec, Sebastjan (Avtor), ID Stojanov, Spase (Avtor), ID Klančnik, Anja (Avtor), ID Sabotič, Jerica (Avtor), ID Kralj, Slavko (Avtor), ID Berlec, Aleš (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (6,96 MB)
MD5: 07E9999BFBBD4348399ED7816F038F06
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsabm.5c01029 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Bacterial biofilms attach to various surfaces and represent an important clinical and public health problem, as they are highly recalcitrant and are often associated with chronic, nonhealing diseases and healthcare-associated infections. Antibacterial agents are often not sufficient for their elimination and have to be combined with mechanical removal. Mechanical forces can be generated by actuating nonspherical (anisotropic) magnetically responsive nanoparticles in a rotating magnetic field. We have thus prepared anisotropic superparamagnetic nanochains in the size range of 0.5−1 μm by magnetically assembling several iron oxide nanoparticle clusters and coating them with a layer of silica with different shell morphologies: smooth, moderately rough, and highly rough. The silica surface was additionally functionalized with carboxylic groups to increase colloidal stability. The efficacy of the nanochains in biofilm removal was studied systematically with three different model nonpathogenic bacterial species Escherichia coli, Lactococcus lactis, and Pseudomonas fragi; two different magnetic field strengths; two stirring speeds; and two treatment durations. All bacterial species were engineered to express fluorescent proteins to enable quantification of biofilm removal by colony-forming unit count and fluorescence measurements. Nanochains removed >90% of Gram-negative E. coli and P. fragi with a stronger magnetic field, and <90% of Gram-positive L. lactis with a weaker magnetic field. Surface roughness of nanochains, duration, and stirring speed also affected removal, but the effect could not be generalized. In contrast to their effects on biofilms, the functionalized nanochains showed no toxicity to Caco-2 intestinal epithelial cells, regardless of whether magnetomechanical force was employed or not. In summary, we demonstrated that remotely controlled spatial movement of nanoparticles can generate sufficient mechanical forces to disperse attached biofilms while retaining safety in an epithelial cell model.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:bacterial biofilm, magnetomechanical detachment, magnetic nanoparticles, nanochains, iron oxide nanoparticles, bacteria, biofilm removal, biofilms, fluorescence, magnetic properties, nanoparticles
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FFA - Fakulteta za farmacijo
BF - Biotehniška fakulteta
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2025
Št. strani:Str. 8059-8071
Številčenje:Vol. 8, iss. 9
PID:20.500.12556/RUL-176575 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:60
ISSN pri članku:2576-6422
DOI:10.1021/acsabm.5c01029 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:248232707 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:04.12.2025
Število ogledov:77
Število prenosov:28
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:ACS applied bio materials
Skrajšan naslov:ACS appl. bio mater.
Založnik:American Chemical Society
ISSN:2576-6422
COBISS.SI-ID:22951446 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:bakterijski biofilmi, magnetomehansko odstranjevanje, magnetni nanodelci, vnetna pot IL-23/Th17

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J7-4420
Naslov:Selektivno mehansko odstranjevanje bakterijskih biofilmov s konjugiranimi magnetnimi nanodelci

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J3-3079
Naslov:Baktericidna nanorezila: preizkus bimodalnega mehanokemijskega odstranjevanja trdovratnih biofilmov

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-3043
Naslov:Izkoriščanje magneto-mehanskega učinka pri zdravljenju nevrodegenerativnih bolezni

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-60047
Naslov:Magnetno mikrostrukturiranje površin iz Mg zlitine za izboljšano endotelizacijo in zadržano razgradljivost materialov žilnih opornic

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:L2-60141
Naslov:Izboljšanje delovanja toplotnega izmenjevalca z inovativno superhidrofobno prevleko; Super-COR-AI

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0089
Naslov:Sodobni magnetni in večnamenski materiali

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P4-0432
Naslov:Morska in mikrobna biotehnologija

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P4-0127
Naslov:Farmacevtska biotehnologija: znanost za zdravje

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj