Bacterial adhesion and growth reduction by novel rubber-derived oligomers

Abstract

In the medical field, attached bacteria can cause infections associated with catheters, incisions, burns, and medical implants especially in immunocompromised patients. The problem is exacerbated by the fact that attached bacteria are ~1000 times more resistant to antibiotics than planktonic cells. The rapid spread of antibiotic resistance in these and other organisms has led to a significant need to find new methods for preventing bacterial attachment. The goal of this research was to evaluate the effectiveness of novel polymer coatings to prevent the attachment of three medically relevant bacteria. Tests were conducted with Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis, and Staphylococcus aureus for oligomers derived from modifications of natural rubber (cis 1,4-polyisoprene). The different oligomers were: PP04, with no quaternary ammonium (QA); MV067, one QA; PP06, three QA groups. In almost all experiments, cell attachment was inhibited to various extents as long as the oligomers were used. PP06 was the most effective as it decreased the planktonic cell numbers by at least 50% for all bacteria. Differences between species sensitivity were also observed. P. aeruginosa was the most resistant bacteria tested, S. aureus, the most sensitive. Further experiments are required to understand the full extent and mode of the antimicrobial properties of these surfaces.

Biofilm inhibiting activity of betacyanins from red pitahaya (Hylocereus polyrhizus ) and red spinach (Amaranthus dubius ) against Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa biofilms

“…Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that poses a major threat to long‐term‐hospitalized patients and individuals with cystic fibrosis, as well as on the bandages of burn patients, contact lens, urinary catheters and ports for cancer patients (Badawy et al . ). The negative impact of biofilms in the healthcare sector can be devastating.…”

Elastomers with biocidal properties. Part 1. Literature review

“…Niektóre drobnoustroje są jednak odporne na działanie typowych środków antyseptycznych i dezynfekujących, a walkę z zakażeniami utrudnia wytworzona oporność bakterii na liczne antybiotyki [7,10,41,[45][46][47][48][49][50]. Do grupy bakterii opornych należą przede wszystkim: Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, Acinetobacter spp., Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa.…”

“…Pseudomonas aeruginosa oraz Escherichia coli, wytwarzają tzw. biofilm utrudniający działanie antybiotyków i antyseptyków [3,9,13,14,38,41,47,53,54]. Wszechobecny biofilm tworzy się w wilgotnym, niesterylnym środowisku, wykazuje adhezję do powierzchni zarówno biologicznych, jak i nieożywionych [55].…”

“…Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella enteriditis) na powierzchniach różnych materiałów, m.in. : materiałów opakowaniowych (tektura, tworzywa polimerowe) [57], materiałów przeznaczonych do kontaktu z żywnością (szkło, aluminium, stal nierdzewna, polipropylen, poliwęglan, polietylen, teflon, nylon, guma) [41,47,53,55], lekarstw w postaci syropu i ich opakowań [58], cewników urologicznych (kauczuk naturalny, kauczuk silikonowy, guma pokryta teflonem) [47,59,60]. Podczas przechowywania w odpowiednich warunkach (mała wilgotność i temperatura poniżej 25 °C) opakowania tekturowe lepiej zabezpieczały żywność przed zakażeniem bakteriami niż opakowania z tworzyw polimerowych, ograniczenie powierzchownych zanieczyszczeń na powierzchniach kartonu było wynikiem uwięzienia komórek drobnoustrojów we włóknach i porach materiału opakowaniowego oraz ich obumarcia z powodu braku wody i składników odżywczych [57].…”

“…Szczególną grupę polimerów stanowią elastomery, na których powierzchni bakterie bytują chętniej (występuje większa adherencja niż na powierzchniach gładkich) [38,39], przy czym niektóre elastomery, m.in. kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (NBR), kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy (EPDM) i kauczuk naturalny (NR), wykazują właściwości bakteriobójcze i/lub bakteriostatyczne [39][40][41][42][43]. W artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczącej elastomerów charakteryzujących się biobójczymi właściwościami.…”