Development of antimicrobial materials using metal loaded zeolites and silver nanoparticles

Abstract

Küf, maya ve bakteri gibi mikroorganizmalar dünyanın hemen her yerinde yaşayabilirler ve bazıları insan, hayvan ve bitkiler için klinik olarak önemli hastalıklara sebep olan birincil ve fırsatçı patojen olabilirler. Şu anki teknolojide antibiyotikler, antiseptikler, dezenfektanlar ve sentetik ilaçlar gibi antimikrobiyal ajaların kullanımı ile in vivo ve in vitro koşullardaki patojenik mikrobiyal floranın kontrolü yapılmaktadır. Toksisite, artan ilaç yan etkileri ve ilaç direnci görülmesi bilim insanlarını geniş spektrumlu mikroorganizmalar için yeni ve daha güvenli antimikrobiyal maddeler geliştirmeye yöneltmiştir. Şimdiye kadar, antimikrobiyal materyel üretimi için tam anlamıyla geniş spektrumlu antimikrobiyal ajan geliştirilmemiştir.Bu çalışmanın amacı, antimikrobiyal yüzeyler üretmek için kullanılan farklı materyellerle kombine edilebilen yeni antimikrobiyal ajan geliştirmektir. Bu sebeple şu anki çalışmada, gümüş nanoparçaçıklar veya farklı konsantrasyonlarda ve kombinasyonlarda metal iyonları ile yüklenmiş zeolitler sentezlendi ve küf, bakteri ve maya gibi farklı mikroorganizmalar için test edildi. Sonuçlar göstermiştir ki, gümüş nanoparçaçıklar sadece bakteri üzerinde etkilidir, küf ve maya türleri üzerinde ise etkili değildir. Bununla beraber, gümüş zeolitin farklı iki konsantrasyonu test edilen tüm mikroorganizmalar üzerinde etkili olduğu bulunmuştur. Gümüş zeolitin sıvı ve toz boya ile konbinasyonu, gümüş zeolit karıştırılmış boya ile boyanan metal yüzeylerde antimikrobiyal aktivite varlığı ispatlamıştır. Bu çalışma, yeni sentezlenmiş gümüş zeolit formülasyonlarının antimikrobiyal materyal ve yüzey geliştirmek için gelecekte kullanılabilileceğini gösteren ilk çalışmadır.

Microorganisms such as fungi, yeast, and bacteria can live almost everywhere on the earth and some of which may be primary and opportunistic pathogens causing clinically important diseases on human being, animals and plant in the world. The current technology available to control pathogenic microbial flora in in vivo and in vitro conditions based on use of antimicrobial agents such as antibiotics, antiseptics, disinfectants and synthetic drugs. Toxicity, increasing adverse drug reaction and the appearance of drug resistance forced the scientists to develop novel and safer antimicrobial agents for management of broad spectrum microorganisms. So far, there is no a full-broad spectrum antimicrobial agent available for antimicrobial material production.The aim of this study was to develop novel antimicrobial agents which can be combined with different materials used for manufacturing of antimicrobial surfaces. Therefore, in the present study, silver nanoparticles or zeolites loaded with different concentrations and combinations of metal ions were synthesized and tested on different kinds of microorganisms; fungi, bacteria and yeasts. The results showed that silver nanoparticles were only effective on bacteria, but not on fungi species tested. However, two different concentrations of silver zeolite were found to be effective on all kinds of microorganisms tested. Combination of silver zeolite with car and dust dye demonstrated the presence of excellent antimicrobial activity of metal surfaces painted with silver zeolite embedded dye. This is the first study demonstrated that the newly synthesized silver zeolite formulations can be used to develop antimicrobial materials and surfaces in the future.