Антимікробні властивості фільтруючих волокнистих матеріалів імпрегнованих амінометансульфокислотам

Abstract

Поширення нового штаму SARS-CoV-2 та викликана ним пандемія призвели до величезних змін в усьому світі та вкотре нагадала про важливість створення засобів для боротьби з інфекціями, які спроможні передаватися повітряно-крапельним шляхом. Ціль: оцінка антимікробної дії амінометансульфокислоти (AMSA) та її похідних (N-(2-гідроксиетил)- (HEAMSA), N-бензил- (BnAMSA) та N-(трет-бутил)- (t-BuAMSA)), імпрегнованих на фільтруючий волокнистий матеріал, який можна застосовувати для виготовлення протиаерозольних елементів засобів індивідуального захисту органів дихання, у відношенні до штамів Staphylococcus aureus з різним ступенем резистентності до антибіотиків. Матеріали та методи. При проведенні досліджень використовували методику вивчення специфічної активності протимікробних лікарських засобів за допомогою стандартного методу дисків Кірбі і Бауера. Для цього однодобові культури мікроорганізмів у кількості (1,2+0,2)·109 КУО/мл розводили у відповідності до розрахунку за стандартом мутності. Облік результатів проводили через 18-20 годин інкубації при 37оС. Диски на основі фільтруючого волокнистого матеріалу діаметром 0,5 см містили наступні сполуки: AMSA, HEAMSA, BzAMSA, t-BuAMSA та стрептоцид (як референс) з вмістом діючої речовини (Q) у кінцевій концентрації 0,047 та 0,236 ммоль/г. Результати. Усі досліджувані зразки сполук на основі амінометансульфокислот, що були нанесені на фільтруючий волокнистий матеріал у кінцевій концентраціії 0,236 ммоль/г, мали більший рівень гальмування росту мікроорганізмів по відношенню до штамів Staphylococcus aureus 2781 та Staphylococcus aureus Кунда ніж прототип з використанням стрептоциду. Висновки. Серед досліджених зразків фільтруючого волокнистого матеріалу-YAMSA найбільшу антимікробну дію щодо досліджених штамів Staphylococcus aureus проявили зразки на основі HEAMSA, що характеризується максимальною гідрофільністю та мінімальним значенням емпіричної функції рKа – lgPow. Згідно даним електронномікроскопічного аналізу, AMSA та HEAMSA характеризуються найменшими розмірами часток на поверхні лавсанового волокна, що забезпечує найбільшу границю контакту фаз даних біоцидів у складі фільтруючого волокнистого матеріалу із біоаерозолями при респіраторному очищенні повітря.

The spread of a new strain of SARS-CoV-2 and the pandemic that caused it has led to huge changes around the world. So, it reminded us again about the importance of developing measures for the prevention of infections that transmitted by air droplets. Aim: investigation of the antimicrobial activity of aminomethanesulfonic acid (AMSA) and its derivatives (N-(2- hydroxyethyl)-(HEAMSA), N-benzyl-(BnAMSA) and N-(tert-butyl)-(t-BuAMSA)) which impregnated on filtering fibrous material and can be used for the manufacture of anti-aerosol elements of individual respiratory protection against strains of Staphylococcus aureus with different level of antibiotics resistance. Materials and methods. The standard method of Kirby and Bauer disks is used for the investigation of the specific activity of antimicrobial drugs. The 24-hour cultures of microorganisms that contained (1.2+0.2)x109 CFU/ml were diluted according to the turbidity standard. The results were detected after 18-20 hours of incubation at 37°C. The 0.5 cm diameter filter fibrous discs contained the following compounds: AMSA, HEAMSA, BzAMSA, t-BuAMSA and streptocide (sulfanilamide) as a reference with active compound content (Q) at a final concentration of 0.047 and 0.236 mmol/g. Results. All test samples with aminomethanesulfonic acids at a final concentration of 0.236 mmol/g that were applied to the filter fibrous material had a higher level of inhibition of the growth of the microorganisms than the prototype using streptocide (sulfanilamide) e against the strains of Staphylococcus aureus 2781 and Staphylococcus aureus Kunda. Conclusions. Samples based on HEAMSA showed the greatest antimicrobial activity against the studied strains of Staphylococcus aureus from all research samples of filter fibrous material with YAMSA. They were characterized by the maximum hydrophilicity and the minimum value of the empirical pKa function lgPow. AMSA and HEAMSA were characterized by the smallest particle sizes on the surface of lavsan fiber according to electron microscopy analysis. This provides the largest boundary of contact between the phases of these biocides in the composition of the filtering fibrous material with bio aerosols during respiratory air purification.