आवश्यक तेलों के नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन का उपयोग करने वाला एक रोगाणुरोधी कपड़ा
Summary
रोगाणुरोधी प्रयोगशाला कोट रोगज़नक़ संचय और आकस्मिक जैव-स्पिल के क्रॉस-संदूषण को रोकते हैं। यहां, हम लैब कोट के विशिष्ट उपयोग के लिए प्रभावकारिता और उपयुक्तता का सटीक मूल्यांकन करने के लिए नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन और संशोधित मानक परीक्षणों का उपयोग करके त्वचा के अनुकूल रोगाणुरोधी कपड़े विकसित करने के प्रोटोकॉल का वर्णन करते हैं।
Abstract
लैब कोट का व्यापक रूप से बायोहेजार्ड प्रयोगशालाओं और स्वास्थ्य सुविधाओं में सुरक्षात्मक कपड़ों के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि रोगजनकों, फैलाव और जलने के प्रत्यक्ष संपर्क को रोका जा सके। ये कपास-आधारित सुरक्षात्मक कोट अपनी छिद्रपूर्ण प्रकृति, नमी-धारण क्षमता और उपयोगकर्ता के शरीर से गर्मी के प्रतिधारण के कारण माइक्रोबियल विकास और लगाव स्थलों के लिए आदर्श स्थिति प्रदान करते हैं। कई अध्ययनों ने अस्पताल के कपड़ों और लैब कोट पर रोगजनक बैक्टीरिया के अस्तित्व का प्रदर्शन किया है, जो माइक्रोबियल ट्रांसमिशन के वैक्टर के रूप में कार्य करते हैं।
इन समस्याओं को ठीक करने के लिए एक सामान्य दृष्टिकोण कपड़ा परिष्करण में रोगाणुरोधी एजेंटों का आवेदन है, लेकिन कई सिंथेटिक रसायनों की विषाक्तता और पर्यावरणीय प्रभावों के कारण चिंताएं उठाई गई हैं। चल रही महामारी ने प्रभावी रोगाणुरोधी और पर्यावरण के अनुकूल और विषाक्त मुक्त फॉर्मूलेशन की जांच के लिए एक खिड़की भी खोल दी है। यह अध्ययन चिटोसन नैनोकणों में समझाया गया दो प्राकृतिक बायोएक्टिव यौगिकों, कार्वाक्रोल और थाइमोल का उपयोग करता है, जो 4-लॉग कमी (99.99%) के साथ चार मानव रोगजनकों के खिलाफ प्रभावी सुरक्षा की गारंटी देता है। इन रोगजनकों को अक्सर बायोहेजार्ड प्रयोगशालाओं में उपयोग किए जाने वाले लैब कोट में पाया जाता है।
उपचारित कपड़ों ने 90% माइक्रोबियल कमी के साथ 10 धोने के चक्रों का भी विरोध किया, जो इच्छित उपयोग के लिए पर्याप्त है। हमने लैब कोट उपयोग के विशिष्ट परिदृश्यों का बेहतर प्रतिनिधित्व करने के लिए मौजूदा मानक कपड़े परीक्षणों में संशोधन किए। ये शोधन रोगाणुरोधी प्रयोगशाला कोट की प्रभावशीलता के अधिक सटीक मूल्यांकन और किसी भी आकस्मिक माइक्रोबियल स्पिल के भाग्य के अनुकरण के लिए अनुमति देते हैं जिन्हें थोड़े समय के भीतर बेअसर किया जाना चाहिए। नियमित सुरक्षात्मक कोट की तुलना में रोगाणुरोधी प्रयोगशाला कोट पर समय के साथ रोगजनकों के संचय की जांच करने के लिए आगे के अध्ययन की सिफारिश की जाती है।
Introduction
सुरक्षात्मक सफेद कोट सूक्ष्म जीव विज्ञान प्रयोगशालाओं और स्वास्थ्य सुविधाओं में एक अनिवार्य व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण (पीपीई) आइटम है, और यह रोगजनकों, फैलाव और जलने के प्रत्यक्ष संपर्क से बचाता है। ये सूती कोट कई कारकों के कारण माइक्रोबियल विकास को बढ़ावा देते हैं- बुना हुआ कपड़ा अनुलग्नक स्थल प्रदान करता है और विनिर्माण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले वातन, कपास और स्टार्च के साथ-साथ उपयोगकर्ता से एक्सफोलिएटेड उपकला कोशिकाएं पोषक तत्वों की आपूर्ति करती हैं, और उपयोगकर्ता की निकटता गर्मी और नमी देती है। वस्त्रों पर रोगाणुओं का संचय भी एलर्जी और नोसोकोमियल संक्रमण, अप्रिय गंध और कपड़े की गिरावट जैसी स्वास्थ्य समस्याओं का कारण बन सकताहै।
नियमित कपड़ों के विपरीत, सुरक्षात्मक कोट अक्सर धोए जाते हैं या कीटाणुरहित होते हैं, जैसा किकई सर्वेक्षणों 2,3 में पाया गया है। कई अध्ययनों में लैब कोट के माइक्रोबियल ट्रांसमिशन के वेक्टर के रूप में कार्य करने और स्वास्थ्य सेवा सेटिंग2,4 में नोसोकोमियल संक्रमण के जोखिम के प्रमाण दिखाई देते हैं, विशेष रूप से प्रतिरोधी उपभेद3 जैसे मेथिसिलिन प्रतिरोधी स्टेफिलोकोकस ऑरियस (एमआरएसए); इस प्रकार, वे पीपीई की स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं को बढ़ाते हैं, जो माइक्रोबियल संदूषण से बचाने के लिए है। बायोसेफ्टी लेवल 2 (बीएसएल -2) सुविधाओं या माइक्रोबायोलॉजी शिक्षण प्रयोगशालाओं के संदर्भ में लैब कोट से जुड़े संक्रमणों पर पर्याप्त क्रॉस-सेक्शनल अध्ययन नहीं हैं, लेकिन कई नियामक प्राधिकरण नियंत्रण स्तर के भीतर लैब कोट के उपयोग को प्रतिबंधित करते हैं। हालांकि, उत्तरी अमेरिका में कई शैक्षणिक संस्थान व्यावहारिक बाधाओं के कारण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संघर्ष करते हैं, जैसे कि सुविधा के अंदर शोधन और भंडारण, कैफेटेरिया और पुस्तकालयों जैसे सार्वजनिक क्षेत्रों में लैब कोट पहनने की घटनाएं आम हैं। इन मुद्दों का एक व्यावहारिक समाधान कपड़ा परिष्करण में रोगाणुरोधी एजेंटों का अनुप्रयोग है।
एंटीमाइक्रोबियल कपड़े स्पोर्ट्सवियर, एक्टिववियर और मोजे में बढ़ती लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं, मुख्य रूप से शरीर की गंध को कम करने का इरादा है। हालांकि, पीपीई विकास में इन कपड़ों का उपयोग आम नहीं है, कुछ चांदी-लेपित सूती मास्क और हेल्थकेयर कपड़ों कोछोड़कर। हम प्रयोगशाला कोट के लिए एक रोगाणुरोधी कपड़े के विकास की रिपोर्ट करते हैं, जो बीएसएल -2 प्रयोगशालाओं में पाए जाने वाले सामान्य रोगजनकों को रोकता है और सामान्य रोगजनकों के क्रॉस-संदूषण से प्रभावी सुरक्षा प्रदान करता है।
वर्तमान में, बाजार में विभिन्न प्रकार के रोगाणुरोधी कपड़े और परिष्करण उपलब्ध हैं, लेकिन इनमें से अधिकांश भारी धातु कोलाइडल कणों (जैसे, चांदी, तांबा, जस्ता), ऑर्गेनोमेटालिक्स, या सिंथेटिक रसायनों जैसे ट्राइक्लोसन और चतुर्धातुक अमोनियम यौगिकों का उपयोग करते हैं, जो पर्यावरणके अनुकूल नहीं हैं और त्वचा की जलन और एलर्जी जैसे स्वास्थ्य मुद्दों का कारण बन सकते हैं।. कुछ सिंथेटिक फॉर्मूलेशन गैर-लक्षित रोगाणुओं के कारण चिंता पैदा करते हैं, जैसे कि सामान्य वनस्पति या रोगाणुरोधी प्रतिरोध (एएमआर) को प्रेरित करना। यूएस फूड एंड ड्रग एडमिनिस्ट्रेशन (एफडीए) वाणिज्यिक रोगाणुरोधी कपड़ों को नियंत्रित करता है, जो उपयोगकर्ता के लिए गैर विषैले और पर्यावरण-विषाक्तता से मुक्त होना चाहिए। इसलिए, प्राकृतिक बायोसाइड्स पर आधारित रोगाणुरोधी कपड़े जो रोगाणुओं के व्यापक स्पेक्ट्रम को रोकते हैं, बेहतर होते हैं। आवश्यक तेलों (ईओ) का उपयोग व्यापक रूप से रोगाणुरोधी और चिकित्सीय एजेंटों के रूप में किया जाता है, लेकिन रोगाणुरोधी परिष्करण में उनका उपयोग उनके स्थायित्व 6,7,8 के कारण सीमित है। नैनो-हर्बल फिनिशिंग8 पर हमारे ज्ञान और बाजार अनुसंधान के आधार पर, कोई हर्बल-आधारित रोगाणुरोधी कपड़ा व्यावसायिक रूप से उपलब्ध नहीं है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सिंथेटिक कोटिंग्स का निर्माण करना आसान है और लंबे समय तक स्थायित्व है। केवल अनुसंधान उद्देश्यों के लिए रिपोर्ट किए गए कुछ नैनो-हर्बल-लेपित वस्त्रों में नीम7, मोरिंगा 9 और करी पत्ते9 शामिल हैं।
वर्तमान अध्ययन में अजवायन की पत्ती ईओ, कार्वाक्रोल और थाइमोल से निकाले गए दो बायोएक्टिव घटकों का उपयोग किया गया है, जो बैक्टीरिया रोगजनकों और वायरस की एक विस्तृत श्रृंखला के खिलाफ प्रभावी हैं, लेकिन आम तौरपर मनुष्यों के लिए सुरक्षित के रूप में मान्यता प्राप्त हैं। हालांकि, ये बायोएक्टिव घटक अस्थिर हैं, और इसलिए उनकी रोगाणुरोधी क्षमता अल्पकालिक है यदि सीधे कपड़े पर लागू किया जाता है। नैनो-हर्बल एनकैप्सुलेशन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें बायोएक्टिव घटकों या दवाओं को एक बहुलक खोल के अंदर लोड किया जाता है जो कोर को पर्यावरणीय गिरावट से बचाता है, और इस प्रकार शेल्फ जीवन को बढ़ाता है। इसके अलावा, बहुलक कणों का छोटा आकार, जो आम तौर पर 10 एनएम से 100 एनएम तक होता है, आवेदन की प्रभावकारिता को बढ़ाता है और कपड़े पर बायोएक्टिव यौगिकों की रिहाई को धीमा कर देता है। इन बायोएक्टिव यौगिकों का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जाता है, जैसे कि खाद्य संरक्षण10, लेकिन कपड़ा कोटिंग के लिए नहीं।
कई बहुलक एनकैप्सुलेंट्स के बीच, चिटोसन अपनी कई विशेषताओं के कारण एक आकर्षक उम्मीदवार है, जैसे कि नॉनटॉक्सिसिटी, बायोडिग्रेडेबिलिटी, म्यूकोडेसिविटी और बायोकम्पैटिबिलिटी11। यह एक प्राकृतिक पॉलीसेकेराइड है, जो चिटिन से डीएसिटिलीकरण प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है, जो समुद्र के गोले और फंगल सेल की दीवारों में पाया जाता है। इसका उपयोग जैव रासायनिक और खाद्य संरक्षण अनुप्रयोगों जैसे दवा या प्रोटीन वितरण 11,12,13, नियंत्रित रिलीज 14, और रोगाणुरोधी फिल्म 10 में किया जाता है। चिटोसन पानी में आसानी से घुलनशील नहीं है, लेकिन अम्लीय मीडिया में एक कोलाइडल निलंबन बनाता है। बायोएक्टिव अणुओं को एक सरल दो-चरण आयनिक गेलेशन विधि14,15,16 द्वारा चिटोसन नैनोकणों (एनपी) में लोड किया जाता है। इस प्रक्रिया में, हाइड्रोफोबिक बायोएक्टिव यौगिक जैसे कि कार्वाक्रोल और थाइमोल एक तेल-इन-वॉटर इमल्शन बनाते हैं, जिसे एक सर्फेक्टेंट, ट्वीन 80 द्वारा सहायता प्राप्त होती है। इसके बाद, एक पॉलीनियोनिक यौगिक, पेंटासोडियम ट्राइपॉलीफॉस्फेट (टीपीपी), का उपयोग कॉम्प्लेक्स को स्थिर करने के लिए पॉलीकेनिक बहुलक अणुओं और टीपीपी अणुओं के फॉस्फेट समूहों के साथ अमीनो समूहों के बीच क्रॉस-लिंकेज बनाने के लिए किया जाता है। यह जटिल प्रक्रिया चिटोसन के मैट्रिक्स के भीतर बायोएक्टिव यौगिकों को ठोस बनाती है, जिसे बाद में रोगाणुरोधी कपड़े का उत्पादन करने के लिए कपास घड़ियों पर शुद्ध और लेपित किया जाता है।
कपड़े पर लागू होने से पहले इमल्शन रूप में रोगाणुरोधी प्रभावशीलता के लिए नैनो-फॉर्मूलेशन का परीक्षण किया जाना चाहिए। यह आसानी से गुणात्मक विधि द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है, जैसे किर्बी-बाउर डिस्क प्रसार, अच्छी तरह से प्रसार, और सिलेंडर प्लेट परख। हालांकि, सिलेंडर प्लेट परख17 फॉर्मूलेशन की अलग-अलग मात्रा को लोड करने और निकासी के क्षेत्र की तुलना करने के लिए लचीलापन प्रदान करता है। इस विधि में, रोगाणुरोधी योगों को स्टेनलेस स्टील सिलेंडर में लोड किया जाता है और एक नरम आगर परत पर रखा जाता है, जिसे परीक्षण सूक्ष्मजीव या रोगज़नक़ के साथ टीका लगाया जाता है। परीक्षण जीव के खिलाफ उत्पादित निकासी के क्षेत्र का व्यास रोगाणुरोधी सूत्रीकरण की निरोधात्मक क्षमता के समानुपाती है, और इसलिए शोरबा कमजोर पड़ने के तरीकों के विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, स्पष्ट क्षेत्रों का आकार केवल एक विशिष्ट प्लेट के भीतर एक तुलनात्मक या गुणात्मक माप है जब तक कि विशिष्ट मानकों को बनाए नहीं रखा जाता है। रोगाणुरोधी एजेंट रोगजनकों के खिलाफ या तो उनके विकास (बायोस्टैटिक) को रोककर या कोशिकाओं (बायोसाइडल) को मारकर कार्य करते हैं, जिसे क्रमशः न्यूनतम निरोधात्मक एकाग्रता (एमआईसी) और न्यूनतम जीवाणुनाशक एकाग्रता (एमबीसी) द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। हालांकि, बायोएक्टिव रसायनों की प्रभावकारिता और व्यवहार उनके योगों (तरल अवस्था) में भिन्न होते हैं और जब कपड़े18 जैसे सब्सट्रेट पर लेपित होते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि कई कारक प्रभावकारिता में भूमिका निभाते हैं, जैसे कि कपड़े के लिए रोगाणुरोधी एजेंटों के पालन की स्थिरता, नमी सामग्री, सब्सट्रेट प्रकार और रोगाणुओं का पालन। यदि इच्छित उद्देश्य केवल बैक्टीरियोस्टेटिक गतिविधि है, तो “समानांतर स्ट्रीक विधि” 19 जैसे गुणात्मक परख अलग-अलग रोगाणुरोधी सूत्रीकरण का अपेक्षाकृत त्वरित और आसान मूल्यांकन प्रदान कर सकती है। हालांकि, यदि जीवाणुनाशक प्रभाव निर्धारित किया जाना है, तो “कपड़ा सामग्री पर जीवाणुरोधी फिनिश का आकलन” 20 नियोजित किया जा सकता है, जो स्पाइकेड रोगज़नक़ की लॉग कमी प्रदान करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
बायोसाइड्स की रोगाणुरोधी प्रभावकारिता को पारंपरिक रूप से मात्रात्मक परख द्वारा परीक्षण किया जाता है, जैसे कि न्यूनतम निरोधात्मक एकाग्रता (एमआईसी) और न्यूनतम जीवाणुनाशक एकाग्रता (एमबीसी), जिसमें बैक?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस अध्ययन को “एप्लाइड रिसर्च, इनोवेशन एंड एंटरप्रेन्योरशिप सर्विसेज” (एरीज), सेंटेनियल कॉलेज, कनाडा द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
Materials
| Acetic acid | Millipore Sigma | 64-19-7 | |
| Antibiotic base agar | BD Difco | DF0270-17-4 | Also known as Antibiotic Medium 2 |
| Antibiotic seed agar | BD Difco | DF0263-17-3 | Also known as Antibiotic Medium 1 |
| Blood Agar (Nutrient Agar with 5% Sheep Blood) | Donated by CFIA | ||
| Bromcresol Purple Lactose Agar | Donated by CFIA | ||
| Candida albicans | ATCC The Global Bioresource Center | ATTC 10231 | |
| Carvacrol | Millipore Sigma | 282197 (CAS# 499-75-2) | |
| Centrifuge Allergra X-22R Centrifuge | Beckman Coulter | Model # X-22R | Refrigerated. Wait at least 20 min or until the temperature reach the set low value (e.g., 4 °C) as the refrigeration takes time. |
| Chitosan Medium Molecular Weight (CS) | Millipore Sigma | 448877 (CAS # 9012-76-4) | |
| Clamshell Heat Press | Intiva | IM1200 | |
| Escherichia coli (E. coli) | ATCC The Global Bioresource Center | ATTC 23725 | |
| Incubator | Thermo Scientific | 1205M34 | |
| Letheen Broth | BD Difco | DF0681-17-7 | Used to neutralize antimicrobial effects. Product from different manufacturers may require to add Polysorbate 80, which is already added in Difco product. |
| Milli Q water | Millipore Sigma | ZR0Q16WW | Deionized water |
| Mueller-Hinton Agar | BD Difco | DF0252-17-6 | |
| Pentasodium tripolyphosphate (TPP) | Millipore Sigma | 238503 (CAS# 7758-29-4) | |
| Phospahte Buffered Saline (PBS) | Thermo Scientific | AM9624 | |
| Pseudomonas aeruginosa | ATCC The Global Bioresource Center | ATTC 9027 | |
| Sabouraud Dextrose Agar | BD Difco | DF0109-17-1 | |
| Shaking incubator/ Thermo shaker | VWR | Model# SHKA2000 | |
| Staphylococcus aureus | ATCC The Global Bioresource Center | ATTC 6538 | |
| Thymol | Millipore Sigma | T0501 (CAS# 89-83-8) | |
| Trypticase Soy Agar | BD Difco | 236950 | |
| Trypticase Soy Broth | BD Difco | 215235 | |
| Tween 80 | Millipore Sigma | STS0204 (CAS # 9005-65-6) | |
| UV-Vis Spectrophometer | Thermo Scientific | GENESYS 30 (840-277000) |
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