Modification of urinary catheter surface to improve infection resistant property

การปรับผิวท่อยางสวนปัสสาวะเพื่อป้องกันการติดเชื้อ

Name: Pimpun Chumningan

MeSH: Antibacterial Agents

MeSH: Chitosan

MeSH: Escherichia coli

MeSH: Urinary catheterization

Abstract: Catheter-associated urinary tract infection (CAUTI) is the most common nosocomial infection and comprises the largest reservoir of nosocomial antibioticresistant pathogens. For prevention of this infection, bacterial resistant urinary catheters needed to be designed and developed. To address this problem, this thesis was directed toward designing and engineering novel bacterial resistant surfaces using chitosan surfactant polymers as surface modifying agents. Prior to design the surfactant polymer, the antibacterial properties of chitosan films were preliminarily studied against Escherichia coli under various physiological conditions using the optical density (OD) method. The results showed that chitosan could effectively inhibit bacterial growth in all testing media except alkaline urine. A novel design for a bacterial resistant surface was proposed. Based on the results from antibacterial studies of chitosan, a series of comb-like chitosan surfactant polymers consisting of a low molecular weight chitosan backbone with hydrophilic poly(ethylene glycol) (PEG) and hydrophobic hexanal ligands were synthesized and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR). The surface active properties at the air-water interface were demonstrated using the Langmuir films balance measurement. A model of chitosan surfactant polymers at the air-water interface was proposed based on the surface activity of PEG, the rigidity of chitosan and the hydrophobicity of hexanal. In phosphate buffered saline (PBS) and artificial urine (AU), E. coli to silicone surface was reduced by all surfactant polymers, with the exception of that with the lowest PEG. These anti-adhesion properties against bacteria depend on packing density of hydrated PEG layer and a complete PEG coverage over the biomaterial is required for preventing electrostatic attraction between bacteria and chitosan. Inhibitory effect of the growth of the E. coli, that can overcome the PEG repulsive forces and adhere to the biomaterial surface, was observed only in PBS. In AU, such antibacterial properties of the surfactant polymers were suppressed, due to ammonia produced during the metabolism of the adherent bacteria.

Abstract: การติดเชื้อในระบบทางเดินปัสสาวะจากการใช้ท่อสวนปัสสาวะเป็นปัญหาการติดเชื้อที่พบมากที่สุดในสถาน พยาบาล และยังเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดแบคทีเรียชนิดที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ การป้องกันการติดเชื้อชนิดนี้อย่าง มีประสิทธิภาพสามารถทำได้โดยการออกแบบและพัฒนาท่อสวนปัสสาวะชนิดที่มีคุณสมบัติในการต้านทาน แบคทีเรีย วิทยานิพนธ์ฉบับนี้ได้ออกแบบและปรับปรุงผิวหน้าที่สามารถต้านทานแบคทีเรียโดยการใช้สารลดแรง ตึงผิวที่มีไคโตซานเป็นส่วนประกอบ โดยก่อนการออกแบบสารปรับปรุงผิวหน้าดังกล่าว ได้ทำการศึกษาเบื้องต้น ถึงคุณสมบัติในการป้องกันการเติบโตของอีโคไลของแผ่นฟิล์มไคโตซานภายใต้สภาวะต่างๆทางด้านสรีระวิทยา โดยใช้วิธีการวัดค่าโอดี จากผลการศึกษาพบว่า แผ่นฟิล์มไคโตซานสามารถใช้เป็นสารป้องกันการเติบโตของ แบคทีเรียในทุกตัวกลางที่ทดสอบยกเว้นในปัสสาวะที่มีฤทธิ์เป็นด่าง วิทยานิพนธ์นี้ได้เสนอสารปรับปรุงผิวหน้าที่มีคุณสมบัติในการต้านทางแบคทีเรีย ซึ่งถูกออกแบบโดยอาศัย ผลการทดลองเกี่ยวกับคุณสมบัติการป้องกันการเติบโตของแบคทีเรียของไคโตซาน สารปรับปรุงผิวหน้าที่ถูก สังเคราะห์ขึ้นเป็นสารลดแรงตึงผิวพอลิเมอร์ที่มีโครงสร้างคล้ายหวี ประกอบด้วยสายโซ่หลักไคโตซาน และสาย โซ่สาขาพอลิเอทีลีนไกลคอลและเฮกซาแนล ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีสมบัติชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ ตามลำดับ โครงสร้าง โมเลกุลของพอลิเมอร์ที่เตรียมได้ถูกวิเคราะห์ทางเคมีโดยเทคนิคอินฟราเรดสเปคโตรสโคปี และโปรตรอน นิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนสเปคโตรสโคปี นอกจากนี้ จากการศึกษาคุณสมบัติความไวต่อผิวหน้าโดยเทคนิค แลงเมียร์ฟิล์มบาลานซ์ พบว่า การจัดเรียงตัวของพอลิเมอร์ที่บริเวณพื้นที่ที่เป็นเขตร่วมระหว่างอากาศกับน้ำจะขึ้น อยู่กับคุณสมบัติความไวต่อผิวหน้าของพอลิเอทีลีนไกลคอล ความแข็งของโมเลกุลไคโตซาน และ คุณสมบัติความ ไม่ชอบน้ำของเฮกซาแนล และจากการศึกษาคุณสมบัติการต้านทานอีโคไลของพอลิเมอร์ลดแรงตึงผิวดังกล่าวบนซิ ลิโคน พบว่า พอลิเมอร์ลดแรงตึงผิวที่สังเคราะห์ได้ทั้งหมดสามารถลดการเกาะของแบคทีเรียได้ทั้งในตัวกลางฟอส เฟสบัฟเฟอร์ซาลีนและปัสสาวะเทียม ยกเว้นในกรณีของพอลิเมอร์ที่มีความหนาแน่นของพอลิเอทีลีนไกลคอลต่ำที่ สุด ทั้งนี้แสดงให้เห็นว่าสารลดแรงตึงผิวชนิดนี้สามารถป้องกันการเกาะของแบคทีเรียได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ต่อ เมื่อสายโซ่สาขาพอลิเอทีลีนไกลคอลมีการจัดเรียงตัวที่หนาแน่นเพียงพอที่จะปกคลุมผิวหน้าของวัสดุการแพทย์ เพื่อป้องกันแรงดึงดูดระหว่างประจุของแบคทีเรียและไคโตซาน จากการศึกษาการยับยั้งการเติบโตต่ออีโคไล พบ ว่า พอลิเมอร์ลดแรงตึงผิวที่เตรียมได้ทั้งหมดสามารถยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียที่สามารถผ่านแรงผลักของพอลิ เอทิลีนไกลคอลมาเกาะอยู่ที่ผิวหน้าวัสดุการแพทย์ได้ เฉพาะในกรณีตัวกลางฟอสเฟสบัฟเฟอร์ซาลีน ส่วนกรณี ปัสสาวะเทียม แอมโมเนียที่ถูกสร้างขึ้นระหว่างกระบวนการเผาพลาญของแบคทีเรียเป็นสาเหตุที่ทำให้ไม่สามารถ ยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรีย

Mahidol University

Address: NAKHON PATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Krisda Suchiva

Role: Thesis Advisors

Created: 2005

Modified: 2553-04-22

Issued: 2010-04-05

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740459161

CallNumber: TH P644m 2005

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Polymer Science and Technology

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4436303.pdf	6.66 MB	29	2021-01-30 23:13:34

ใช้เวลา

-0.725474 วินาที