.: ORIGINAL RESEARCH
Antibacterial and Antifungal Effects of Weak Direct Current and Silver Ions
Zayıf Elektrik Akımının ve Gümüş İyonlarının Antibakteriyel ve Antifungal Etkileri
Turkiye Klinikleri J Med Sci. 2009;29(3):577-83
Article Language: EN
Full Text
ABSTRACT
Objective: The aim of this study was to demonstrate the antimicrobial effects of silver anode and to discuss its clinical use. Material and Methods: Silver containing dressing materials were cut tobe used as anodic and cathodic electrodes; on the other hand, for the assesment of the natural response of microorganisms to silver ions or silver containing formulations, sham electrodes, which were not connected with any electrical current source, were cut and placed in Petri dishes. Microorganism containing media were poured into the dishes. Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Candida albicans, Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae and Acinetobacter baumannii were selected among the clinical isolates of our hospital. The outer ends of the electrodes were connected to a direct current (DC) source, except sham electrodes (if used). Different current levels and different durations were examinated on different microorganisms for achieving a general overview about silver anode application. On the other hand, E. coli, S. aureus and C. albicans containing 3 Petri dishes were abreast connected abreast and a 2.5 microampere (µA) direct current was applied for 8 hours, while plates were incubated at 37ºC for 24 hours. Inhibition zones around anode, cathode and sham electrodes were assessed. Results: Inhibition zones were seen around all anodic electrodes. In some cases additional inhibition zones were seen around cathode and/or sham electrodes. In our second study, which was run with abreast connected Petri dishes, there was no inhibition zone around cathode with E. coli, but marked inhibition zones were present with S. aureus and C. albicans. Zones around sham electrodes were variable and results were attributed to the natural response or resistance of organism to silver ions. Conclusion: Our study suggested the antimicrobial effect of silver ions, and showed that electrical current application could change this effect. Anodic current increases silver ion liberation from silver containing dressings, thus antimicrobial effect increases. On the other hand, cathodic current decreases this liberation and the effect of silver ions decreases. The results obtained from sham electrodes were considered the natural response of the organism to silver ions. Our results showed that silver containing dressings could be used to prevent pressure ulcers. While the addition of anodic current increased the antimicrobial effect, the cathodic current did not have such an effect.
Keywords: Silver; electrodes; pressure ulcer
Objective: The aim of this study was to demonstrate the antimicrobial effects of silver anode and to discuss its clinical use. Material and Methods: Silver containing dressing materials were cut tobe used as anodic and cathodic electrodes; on the other hand, for the assesment of the natural response of microorganisms to silver ions or silver containing formulations, sham electrodes, which were not connected with any electrical current source, were cut and placed in Petri dishes. Microorganism containing media were poured into the dishes. Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Candida albicans, Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae and Acinetobacter baumannii were selected among the clinical isolates of our hospital. The outer ends of the electrodes were connected to a direct current (DC) source, except sham electrodes (if used). Different current levels and different durations were examinated on different microorganisms for achieving a general overview about silver anode application. On the other hand, E. coli, S. aureus and C. albicans containing 3 Petri dishes were abreast connected abreast and a 2.5 microampere (µA) direct current was applied for 8 hours, while plates were incubated at 37ºC for 24 hours. Inhibition zones around anode, cathode and sham electrodes were assessed. Results: Inhibition zones were seen around all anodic electrodes. In some cases additional inhibition zones were seen around cathode and/or sham electrodes. In our second study, which was run with abreast connected Petri dishes, there was no inhibition zone around cathode with E. coli, but marked inhibition zones were present with S. aureus and C. albicans. Zones around sham electrodes were variable and results were attributed to the natural response or resistance of organism to silver ions. Conclusion: Our study suggested the antimicrobial effect of silver ions, and showed that electrical current application could change this effect. Anodic current increases silver ion liberation from silver containing dressings, thus antimicrobial effect increases. On the other hand, cathodic current decreases this liberation and the effect of silver ions decreases. The results obtained from sham electrodes were considered the natural response of the organism to silver ions. Our results showed that silver containing dressings could be used to prevent pressure ulcers. While the addition of anodic current increased the antimicrobial effect, the cathodic current did not have such an effect.
Keywords: Silver; electrodes; pressure ulcer
ÖZET
Amaç: Gümüş anot uygulamasının antibakteriyel ve antifungal etkilerinin gösterilmesi ve klinikte kullanılabilirliğinin tartışılması. Gereç ve Yöntemler: Ticari olarak temin edilen gümüş fiber içerikli pansuman materyalleri anot ve katot elektrodu olarak kullanılmak üzere uygun ebatlarda kesildi; mikroorganizmaların gümüş iyonlarına veya gümüşlü preparatlara verdiği doğal cevabı değerlendirmek için ise elektrik akımının uygulanmayacağı sham elektrotlar hazırlandı. Tüm elektrotlar ilgili literatürlerde belirtildiği şekilde Petri kutularına yerleştirildi. Önce genel bir bakış açısı sağlayabilmek için klinik izolatlardan elde edilen Escherichia coli, Staphylococcus aureus ve Candida albicans, Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumonia ve Acinetobacter baumannii içeren besiyerleri Petri kutularına döküldü; elektrotların dışarıda kalan uçlarına değişen sürelerle ve değişen değerlerde doğru akım uygulanarak 37ºC'de inkübe edildi. Bu çalışmayı takiben aynı şartlar altında farklı mikroorganizmaların gümüş anot uygulamasına verdiği cevabı değerlendirmek için, ilk çalışmadan farklı klinik izolatlardan elde edilen E. coli, S. aureus ve C. albicans birbirine paralel bağlanmış petri kutularında, 8 saat boyunca 2.5 mikroamper doğru akım uygulanarak 37ºC'de 24 saat enkübe edildi. Enkübasyondan sonra anot, katot ve sham elektrotlar çevresinde gözlenen inhibisyon zonları değerlendirildi. Bulgular: Tüm anodik elektrotların etrafında mikroorganizma üremesinin olmadığı bir inhibisyon zonu gözlemlendi. Bazı bakterilerde sham ve/veya katot etrafında da inhibisyon zonu olduğu ancak bunun bakteriye veya uygulanan akım değerine özgül bir sonuç olmadığı görüldü. Aynı şartların sağlanması için birbirine paralel bağlanarak aynı akımın aynı süreyle uygulandığı 2. çalışmamızda ise katodik elektrotta, E. coli içeren besiyerinde inhibisyon zonu gözlemlenmezken S. aureus ve C. albicans içeren besiyerlerinde belirgin inhibisyon zonu saptandı. Mikroorganizmaların sham elektrotlara verdiği cevap ise oldukça değişkendi ve muhtemelen mikroorganizmanın gümüş iyonlarına karşı olan duyarlılığının gerçek göstergesiydi. Sonuç: Çalışmamız, gümüş iyonlarının bilinen antibakteriyel ve antifungal etkilerini doğrularken elektrik akımı uygulaması ile bu cevabın nasıl değiştirilebileceğini göstermiştir. Anodik uygulama gümüş iyonlarının salınımını artırarak antimikrobiyal etkiyi artırmakta, katodik uygulama, doğal iyon emisyonunu da azaltarak gümüş iyonlarının etkinliğini azaltmaktadır. Sham elektrotlara verilen cevaplar ise mikroorganizmanın gümüşe karşı verdiği doğal cevabı yansıtmaktadır. Bulgularımız, gümüş iyonu içeren yara bakımı ürünlerinin elektrik akımı olmaksızın klinikte bası yaralarına karşı kullanılabileceğini, anodik akımla kombine edilerek bu etkinin artırılabileceğini, ancak katodik akımın uygun bir seçim olmadığını göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Gümüş; elektrot; bası yarası
Amaç: Gümüş anot uygulamasının antibakteriyel ve antifungal etkilerinin gösterilmesi ve klinikte kullanılabilirliğinin tartışılması. Gereç ve Yöntemler: Ticari olarak temin edilen gümüş fiber içerikli pansuman materyalleri anot ve katot elektrodu olarak kullanılmak üzere uygun ebatlarda kesildi; mikroorganizmaların gümüş iyonlarına veya gümüşlü preparatlara verdiği doğal cevabı değerlendirmek için ise elektrik akımının uygulanmayacağı sham elektrotlar hazırlandı. Tüm elektrotlar ilgili literatürlerde belirtildiği şekilde Petri kutularına yerleştirildi. Önce genel bir bakış açısı sağlayabilmek için klinik izolatlardan elde edilen Escherichia coli, Staphylococcus aureus ve Candida albicans, Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumonia ve Acinetobacter baumannii içeren besiyerleri Petri kutularına döküldü; elektrotların dışarıda kalan uçlarına değişen sürelerle ve değişen değerlerde doğru akım uygulanarak 37ºC'de inkübe edildi. Bu çalışmayı takiben aynı şartlar altında farklı mikroorganizmaların gümüş anot uygulamasına verdiği cevabı değerlendirmek için, ilk çalışmadan farklı klinik izolatlardan elde edilen E. coli, S. aureus ve C. albicans birbirine paralel bağlanmış petri kutularında, 8 saat boyunca 2.5 mikroamper doğru akım uygulanarak 37ºC'de 24 saat enkübe edildi. Enkübasyondan sonra anot, katot ve sham elektrotlar çevresinde gözlenen inhibisyon zonları değerlendirildi. Bulgular: Tüm anodik elektrotların etrafında mikroorganizma üremesinin olmadığı bir inhibisyon zonu gözlemlendi. Bazı bakterilerde sham ve/veya katot etrafında da inhibisyon zonu olduğu ancak bunun bakteriye veya uygulanan akım değerine özgül bir sonuç olmadığı görüldü. Aynı şartların sağlanması için birbirine paralel bağlanarak aynı akımın aynı süreyle uygulandığı 2. çalışmamızda ise katodik elektrotta, E. coli içeren besiyerinde inhibisyon zonu gözlemlenmezken S. aureus ve C. albicans içeren besiyerlerinde belirgin inhibisyon zonu saptandı. Mikroorganizmaların sham elektrotlara verdiği cevap ise oldukça değişkendi ve muhtemelen mikroorganizmanın gümüş iyonlarına karşı olan duyarlılığının gerçek göstergesiydi. Sonuç: Çalışmamız, gümüş iyonlarının bilinen antibakteriyel ve antifungal etkilerini doğrularken elektrik akımı uygulaması ile bu cevabın nasıl değiştirilebileceğini göstermiştir. Anodik uygulama gümüş iyonlarının salınımını artırarak antimikrobiyal etkiyi artırmakta, katodik uygulama, doğal iyon emisyonunu da azaltarak gümüş iyonlarının etkinliğini azaltmaktadır. Sham elektrotlara verilen cevaplar ise mikroorganizmanın gümüşe karşı verdiği doğal cevabı yansıtmaktadır. Bulgularımız, gümüş iyonu içeren yara bakımı ürünlerinin elektrik akımı olmaksızın klinikte bası yaralarına karşı kullanılabileceğini, anodik akımla kombine edilerek bu etkinin artırılabileceğini, ancak katodik akımın uygun bir seçim olmadığını göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Gümüş; elektrot; bası yarası
.: Process List