Aktivitas antibiofilm nanopartikel Ag/TiO2 dan Ag/N-TiO2 terhadap multidrug-resistant Klebsiella pneumoniae pada silicone rubber sheet

INDONESIA:

Prevalensi infeksi nosokomial yang tinggi dan terus meningkat setiap tahun merupakan masalah kesehatan serius. Klebsiella pneumoniae, salah satu penyebab infeksi ini telah berkembang menjadi bakteri Multidrug-Resistant (MDR), yang mempersulit pengobatan. Resistensi bakteri terhadap antibiotik salah satunya diperantarai oleh biofilm bakteri yang dapat terbentuk pada permukaan alat medis berbahan silikon. Nanopartikel Ag (perak) memiliki aktivitas antibakteri dan berpotensi sebagai antibiofilm, sementara TiO2 (titanium dioksida) dapat meningkatkan aktivitas ini melalui pembentukan ROS (Reactive Oxygen Spesies) dalam aktivitas fotokatalitik saat terpapar sinar UV. Doping TiO2 dengan logam (Ag, Au) dan non-logam (C, N, S, dan F) dapat meningkatkan aktivitas fotokatalitiknya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ada/tidaknya perbedaan aktivitas antibiofilm nanopartikel Ag/TiO2 dan Ag/N-TiO2 dengan konsentrasi Ag 10−1 M, 10−2 M, dan 10−3 M terhadap K. pneumoniae MDR pada silicone rubber sheet. Pengujian dilakukan menggunakan metode uji crystal violet atau TCP (Tissue Culture Plate) dengan antibiotik meropenem sebagai kontrol positif. Hasil uji yang diperoleh berupa nilai Optical Density (OD). Analisis statistika menunjukkan adanya perbedaan aktivitas antibiofilm nanopartikel Ag/TiO2 dengan konsentrasi Ag 10−1 M (57,67%), 10−2 M (36,07%), dan 10−3 M (41,25%). Sebaliknya, nanopartikel Ag/N-TiO2 tidak menunjukkan perbedaan signifikan aktivitas antibiofilm pada konsentrasi Ag 10−1 M (30,45%), 10−2 M (38,44%), dan 10−3 M (46,65%).

ENGLISH:

The high and increasing prevalence of nosocomial infections every year is a serious health problem. Klebsiella pneumoniae, one of the causes of these infections has evolved into Multidrug-Resistant (MDR) bacteria, which complicates treatment. Bacterial resistance to antibiotics is mediated by bacterial biofilms that can form on the surface of silicone medical devices. Ag (silver) nanoparticles have antibacterial activity and potential as antibiofilm, while TiO2 (titanium dioxide) can enhance this activity through the formation of ROS (Reactive Oxygen Species) in photocatalytic activity when exposed to UV light. TiO2 doped with metal (Ag, Au) and non-metal (C, N, S, and F) can increase its photocatalytic activity. This study aims to determine whether there are differences in the antibiofilm activity of Ag/TiO2 and Ag/N-TiO2 nanoparticles with Ag concentrations of 10−1 M, 10-2 M, and 10-3 M against K. pneumoniae MDR on silicone rubber sheets. The test was conducted using crystal violet or TCP (Tissue Culture Plate) test method with meropenem antibiotic as a positive control. The test results obtained were in the form of Optical Density (OD) values. Statistical analysis showed differences in antibiofilm activity of Ag/TiO2 nanoparticles with Ag concentrations of 10−1 M (57.67%), 10−2 M (36.07%), and 10−3 M (41.25%). In contrast, Ag/N-TiO2 nanoparticles showed no significant difference in antibiofilm activity at Ag concentrations of 10−1 M (30.45%), 10−2 M (38.44%), and 10−3 M (46.65%).

ARABIC:

ويمثل الانتشار المرتفع والمتزايد لعدوى المستشفيات كل عام مشكلة صحية خطيرة. تطورت Klebsiella pneumoniae، أحد أسباب هذه العدوى، إلى بكتيريا مقاومة للأدوية المتعددة(MDR) ، مما يجعل العلاج صعبا. يتم التوسط في المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية عن طريق الأغشية الحيوية البكتيرية التي يمكن أن تتشكل على ِسطح الأجهزة الطبية المصنوعة من السيليكون. الجسيمات النانوية Ag (الفضة) لها نشاط مضاد للبكتيريا ولديها القدرة على أن تكون مضادا للغشاء الحيوي، بينما TiO2 (ثاني أكسيد التيتانيوم) يمكن أن يزيد من هذا النشاط من خلال تكوين ROS (أنواع الأكسجين التفاعلية) في نشاط التحفيز الضوئي عند تعرضها لأشعة الشمس. يمكن أن يؤدي تعاطي المنشطات TiO2 بالمعادن (Au، Ag)، وغير المعادن (C، N، S و F) إلى زيادة نشاطها الحفاز الضوئي. يستهدف هذا البحث إلى معرفة وجود أو عدم وجود اختلافات في نشاط المضادات الحيوية للجسيمات النانوية Ag/TiO2 و Ag/N-TiO2 بتركيز Ag في 10−1M و 10−2M و10−3M ضد K. pneumoniae MDR على صفائح مطاط السيليكون. تم إجراء الاختبار باستخدام طريقة اختبار الشمس البلوري أو TCP (لوحة زراعة الأنسجة) مع مضادات حيوية ميروبينيم كعنصر تحكم إيجابي. كانت نتائج الاختبار التي تم الحصول عليها في شكل قيم الكثافة البصرية (OD). أظهر التحليل الإحصائي أن هناك اختلافا في نشاط Ag/TiO2 مضاد الأغشية الحيوية للجسيمات النانوية بتركيز Ag في 10−1 M(57,67%) و 10−2 M(36,07%) و10−3 M(41,25%). وفي المقابل، لم تظهر الجسيمات النانوية Ag/N-TiO2 اختلافا كبيرا في نشاط الأغشية الحيوية عند تركيز Ag في 10−1 M(30,45%)و 10−2 M(38,44%) و 10−3 M (46,65%) .