ارزيابي مقايسه اي اثر نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم و نوع فتوكاتاليستي آن بر تشكيل بيوفيلم قارچي

Comparative evaluation of the effects of TiO2 nanoparticles and its photocatalystic form on the formation of fungal biofilms

چكيده زمينه و هدف: كانديدا آلبيكنس چهارمين عامل مهم عفونت‎هاي مزمن قارچي است كه مخاط را درگير نموده و ايجاد عفونت در بافت‎هاي عمقي مي‎نمايد. امروزه مرگ و مير ناشي از عفونت‎هاي بيوفيلم كانديدايي كه از طريق استفاده از ابزارهاي پزشكي مانند كاتترها و ايمپلنت‎ها رو به افزايش است. لذا يافتن روش‎هاي نوين مبارزه با عوامل چنين عفونت‎هاي قارچي ضروري به نظر مي‎رسد. در اين مطالعه تلاش شد تا اثر تركيبات ضد قارچي نانو ذرات دي‎اكسيدتيتانيوم و دي‎اكسيدتيتانيوم فتوكاتاليست بر روي بيوفيلم كانديدا آلبيكنس ارزيابي گردد. مواد و روش‎ها: در اين مطالعه تجربي- آزمايشگاهي نانو ذره دي‎اكسيدتيتانيوم سنتز شده در معرض پرتو فرابنفش با طول موج370 نانومتر قرار گرفت. بيوفيلم كانديدا آلبيكنس در پليت‎هاي 96 خانه‎اي تشكيل شد و اثر ضد كانديدايي نانوذرات دي‎اكسيدتيتانيوم و دي‎اكسيدتيتانيوم فتوكاتاليست بر روي آن بررسي شد. داده‎هاي جمع آوري شده با استفاده از آزمون آماري تي تست و نرم افزار SPSS تحليل شد. يافته‎ها: حداقل غلظت مهاركنندگي50، دي‎اكسيدتيتانيوم فتوكاتاليست 9/1 ميكروگرم در ميلي‎ليتر و حداقل غلظت مهاركنندگي90، 74/2 ميكروگرم در ميلي‎ليتر و حداقل غلظت كشندگي 37/3 ميكروگرم در ميلي‎ليتر تعيين گرديد. غلظت مهاركنندگي بيوفيلم دي‎اكسيدتيتانيوم و دي‎اكسيدتيتانيوم فتوكاتاليست و فلوكونازول براي سويه حساس به فلوكونازول به ترتيب 14/54، 5/4 و 4 ميكروگرم در ميلي‎ليتر و هم‎چنين براي سويه مقاوم به فلوكونازول به ترتيب 35/88، 5/4 و 8 ميكروگرم در ميلي‎ليتر بود. نتيجه‎گيري: نانوذره دي‎اكسيدتيتانيوم فتوكاتاليست اثر مطلوبي در حذف بيوفيلم كانديدا آلبيكنس در مقايسه با داروي فلوكونازول نشان داد. از اين رو مي‎تواند راه كاري جديد جهت پيشگيري از تشكيل بيوفيلم قارچي به ويژه بيوفيلم‎هاي مرتبط با ابزارهاي پزشكي باشد. واژگان كليدي: كانديدا آلبيكنس، بيوفيلم قارچي، فتوكاتاليست، نانوذره دي‎اكسيدتيتانيوم

Abstract Background: Candida albicans is the fourth common cause of chronic fungal infections that cause both mucosal and deep tissue infections. Nowadays, mortality and morbidity due to C .albicans infections via medical devices, such as catheter and implants, are increasing. Therefore, finding new methods of combating such infectious agents seems necessary. In this study antifungal effects of titanium dioxide nanoparticles and photocatalyst TiO2 nanoparticles on C .albicans biofilms were investigated. Materials and Methods: In this experimental study, TiO2 nanoparticles were synthesized and exposed to UV ray with 370 nm wavelength. Biofilms of C. albicans were developed on flat-bottomed 96-well microtiter plates, and antifungal effects of TiO2 and photocatalyst TiO2 nanoparticles were evaluated. Data were analyzed by t-test using SPSS software. Results: MIC50 of photocatalyst TiO2 nanoparticles was 1.9 µg/ml and its MIC90 was 2.74 µg/ml while MFC was determined to be 3.37 µg/ml. Biofilms inhibitory concentration of TiO2 nanoparticles, photocatalyst TiO2 nanoparticles, and fluconazole for susceptible strains were 5.14, 4.54, and 4 µg/ml, respectively. These values for the fluconazole resistant strains were 5.35, 4.88, and 8 µg/ml, respectively. Conclusion: Photocatalyst TiO2 nanoparticles showed a suitable antifungal property against C. albicans biofilms compared with fluconazole. Thus it can be a new strategy in prevention of fungal biofilms, especially those formed on the surface of medical devices. Keywords: Candida albicans, Fungal biofilms, Photocatalyst, TiO2 nanoparticles