Sinkkioksidinanopartikkelien antibakteerisuus ja antibakteeriset sovellukset

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tutkittiin kirjallisuusselvityksenä sinkkioksidin ja sinkkioksidinanopartikkelien antibakteerisia ominaisuuksia, mekanismeja, sovelluksia ja riskejä. Lähteenä oli enimmäkseen sinkkioksidinanopartikkeleihin liittyviä antibakteerisia tutkimuksia. Sinkkioksidinanopartikkelit huomattiin hyviksi kandidaateiksi antibakteerisena aineena niiden edullisuuden, antibakteerisen tehokkuuden ja helppojen synteesimenetelmien vuoksi. Niiden sytotoksisesta vaikutuksesta voidaan erilaisin menetelmin tehdä hyvinkin selektiivistä, mikä kannustaa niiden tutkimista antibioottiseen ja kehonsisäiseen käyttöön. Antibakteerisuuteen vaikuttaa voimakkaimmin partikkelien koko ja konsentraatio. Muillakin tekijöillä on väliä, kuten partikkelien muodolla ja media-aineella. Kaikista muuttujista ei olla varmoja, sillä tutkimustulokset ovat vaihtelevia. Tärkeimmiksi antibakteerisiksi mekanismeiksi ehdotetaan hapettavien ROS-yhdisteiden muodostumista partikkelipinnalla, bakteerien häiritsemistä sähköstaattisten vuorovaikutusten vuoksi ja sinkki-ionien liukenemista bakteereille toksisiin konsentraatioihin. Muitakin mekanismeja on ehdotettu ja aktiivisista mekanismeista ei olla varmoja. Antibakteerisuuden sanotaankin johtuvan monen mekanismin yhteisvaikutuksesta. Lähitulevaisuuden sinkkioksidinanopartikkeleita hyödyntäviä antibakteerisia sovelluksia voisivat olla erilaiset antibakteeriset pinnoitteet ja voiteet, aktiiviset ruokapakkaukset sekä veden desinfiointi. Nanopartikkeleilla voitaisiin pinnoittaa esimerkiksi lääketieteellisiä työkaluja, implantteja ja siteitä bakteerien leviämisen estämiseksi. Tulevaisuudessa kehonsisäiset sytotoksiset sovellukset voisivat olla mahdollisia. Jos sinkkioksidinanopartikkelien sytotoksinen selektiivisyys ja siihen vaikuttavat muuttujat saataisiin kartoitettua, voitaisiin niitä käyttää antibioottien korvikkeena tai niiden kanssa sekä syöpähoidoissa.