خطرات پنهان درمان آب نانو ذرات

سیستم های تصفیه آب سنگ بنای سلامت عمومی هستند، ارائه میلیون ها نفر از مردم با دسترسی به آب آشامیدنی سالم.در سال های اخیر، ادغام نانوذرات مانند نقره، دی اکسید تیتانیوم و اکسید زینک به طور قابل توجهی بهبود تصفیه و فرآیندهای ضد عفونی را فراهم می کند، این مواد مهندسی شده خواص ضد میکروبی قدرتمندی را ارائه می دهند، و حتی حذف کارآمد تر باکتری ها، ویروس ها و پروتوزوا پیشرفته را فراهم می کنند.

چگونه نانوذرات در درمان آب کار می کنند

نانوذرات از طریق چندین مکانیسم عمل می کنند که آنها را به عوامل موثر ضد میکروبی تبدیل می کند. نانوذرات نقره ای، به عنوان مثال، یون هایی را آزاد می کنند که غشای سلول های میکروبی را مختل می کنند و با آنزیم های دی اکسید تنفسی تداخل می کنند، هنگامی که توسط نور فرابنفش فعال می شوند، گونه های اکسیژن واکنشی تولید می کنند که به DNA، پروتئین ها و نانوذرات زینک آسیب می رسانند، به طور مشابه گونه های واکنشی تولید می کنند و می توانند رشد میکروبی را با سطوح تعامل با این فعالیت های مقاوم در برابر باکتری های گسترده ای از جمله طیف گسترده ای از جمله طیف وسیعی از جمله فعالیت های ضد باکتری ها، از جمله آسیب برسانند.

نانوذرات اغلب در غشای تصفیه گنجانده شده اند، بر رسانه های تبلیغاتی پوشیده شده اند، یا به عنوان تعلیق های colllloxy در راکتورهای ضد عفونی استفاده می شوند، اندازه کوچک و سطح بالا ارتباط با میکروب ها را افزایش می دهد، و فرآیندهای درمان کارآمد تر می شوند و کاهش نیاز به دوزهای بالا از ضدعفونی کننده های شیمیایی. علی رغم این مزایا، فشار انتخابی توسط نانوذرات می تواند سازگاری میکروبی و ظهور جمعیت های مقاوم را افزایش دهد.

چرا میکروب های میکروبی میکروبی در سیستم های نانوذرات پدیدار می شوند

همان خواص که نانوذرات را موثر می سازد نیز شرایطی را ایجاد می کند که بقای میکروبی و تکامل را تقویت می کند. سطح قرار گرفتن در معرض جانبی، عدم فعال سازی و تغییرات موضعی در غلظت نانوذرات می تواند به برخی از میکروب ها اجازه دهد تا در طول زمان زنده بمانند و تکثیر شوند، این فشار انتخابی به نفع سویه هایی است که دارای یا می توانند مکانیسم های مقاومت را به دست آورند.

مکانیسم های مقاومت و سازگاری

میکروب ها می توانند مقاومت به نانوذرات را از طریق چندین مسیر توسعه دهند.برخی باکتری ها مواد پلیمری اضافی سلولی تولید می کنند که نانوذرات را متصل می کنند و از رسیدن به غشای سلولی جلوگیری می کنند، برخی ژن های پاسخ استرس را فعال می کنند که DNA آسیب دیده را بازسازی می کنند یا گونه های اکسیژن واکنش پذیر را سم زدایی می کنند و انتقال ژن های افقی سرعت بیشتری را به گسترش مقاومت می رساند.

تشکیل بیوفیلم یکی دیگر از سازگاری های حیاتی است.هنگامی که میکروب ها به سطوح نانو ذرات متصل می شوند، می توانند یک ماتریس محافظ را مخفی کنند که نفوذ نانوذرات را محدود می کند. سلول های مرتبط با بیوفیلم اغلب دستور های مقاومت بیشتری نسبت به عوامل ضد میکروبی نسبت به سلول های پلانکونیک دارند.این پدیده در سیستم های توزیع آب مشاهده شده است که مواد نانو ماده ای که به طور مداوم و رویدادهای آلودگی مکرر استفاده می شوند.

کلید های میکروبی میکروبی میکروبی Micro Cognitive Contaminants

در حالی که سیستم های نانو ذراتی برای از بین بردن بیماری ها طراحی شده اند، چندین دسته از آلودگی های میکروبی به عنوان خطرات در حال ظهور شناسایی شده اند:

  • [[ویرایش] [[[۱]] [۱۰] [۱] [۱]] [۱]] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱]] [۳] [۳] [۳] [FLT] [۳] [۳] [۳] [۳]] [FLT] و [FLT] [Fphyoc]، [و] از این ذرات مقاوم در معرض آب، استفاده می کنند و مقاوم در معرض تابش، و تزریق آب های مکرر، و تزریق مجدد، این ذرات، و تزریق مجدد، و تزریق مجدد، و تزریق، و تزریق مجدد، و تزریق، این ذرات، می تواند به مصرف کننده، این ذرات مقاوم به مصرف کننده، و تزریق مجدد، از آن، و تزریق مجدد، این ذرات مقاوم در معرض تابش، و تزریق مجدد، و تزریق مجدد، و تزریق مجدد، از آن، و تزریق آب، از آن، و تزریق مجدد، این ذرات را کاهش دهد.
  • ارگانیسم های سازنده فیلم (FLT:1) پاتوژن های راه آهن مانند (FLT:2) |Legionella pneumo ⁇ و nontuberculous mycobacteria به راحتی فیلم های زیستی را در سطوح نانو ذرات تصفیه شده، به ویژه در لوله های توزیع و مخازن ذخیره سازی این میکروب های زیستی محافظت از هر دو نانو و ضدعفونی کننده باقی مانده.
  • حامل های ژن مقاوم در برابر آنتیbiotic: نانوذرات می توانند تبادل ژن های مقاومتی را از طریق تحول، تجزیه و تحلیل و انتقال، افزایش فراوانی ژن های رمزگذاری شده بتا-لاکتاmass و carbapenemaes در جوامع میکروبی که در معرض نانوذرات قرار دارند، ترویج کنند.
  • پاتوژن های غیر قابل حمل؛ ارگانیسم هایی که حداقل خطر ابتلا به افراد سالم را دارند، مانند :Acinetobacter baumannii [FLT3] و Burkholderia cepacia [FLT5:5]، می تواند در مناطق ایمنی آلوده شده در معرض آب آلوده شود.

تاثیر بر ایمنی آب و بهداشت عمومی

ظهور میکروب های مقاوم در برابر نانوذرات و بیوفیلم به طور مستقیم کیفیت آب را تهدید می کند. روش های نظارت متعارف اغلب قادر به تشخیص این آلاینده ها نیستند زیرا ممکن است توسط تست های شاخص استاندارد جذب نشوند.برای مثال، باکتری های کولی فرم ممکن است به طور موثر حذف شوند در حالی که پاتوژن های غیر انعقادی مقاوم هستند.

از دیدگاه عمومی بهداشت، شیوع آب ناشی از ارگانیسم های مقاوم سخت تر است تا عفونت ها را مدیریت کند.سی.اس.پی.ان جایگزین یا دوره های درمانی طولانی تر، افزایش هزینه های مراقبت های بهداشتی و جمعیت های آسیب پذیر - به طور خلاصه افراد، کودکان و کسانی که دارای سیستم های ایمنی به خطر افتاده هستند - در مقابل بزرگترین خطر، سازمان بهداشت جهانی مقاومت ضد میکروبی را به عنوان یکی از تهدیدات برتر سلامت جهانی، و مقاومت ذرات جدید نشان می دهد.

علاوه بر این، حضور ژن های مقاومتی در محیط های آب می تواند به تنظیمات بالینی انتشار یابد. [۱] انتقال افقی ژن بین میکروب های زیست محیطی و پاتوژن های انسانی مستند شده است، و نگرانی هایی را مطرح می کند که سیستم های تصفیه آب می توانند برای مواد غذایی و بخش های بهداشتی به مخازن تبدیل شوند. [۱۰]

استراتژی های ریسک های Mitigate

بهینه سازی طراحی و کاربرد نانو

مهندسان در حال توسعه نانوذرات با خواص فیتsicochemical برای کاهش توسعه مقاومت هستند، به عنوان مثال، استفاده از ذرات کوچکتر و یکنواخت تر می تواند کارایی ضد میکروبی را افزایش دهد و دوزهای زیر پا را با نانوذرات پلیمری یا سایر بیومولکول ها می تواند از تجمع و افزایش تحویل هدفمند به میکروب ها کاهش دهد.

ادغام موانع متعدد درمان

تجدید نظر تنها بر روی نانوذرات برای ضد عفونی خطر مقاومت را افزایش می دهد.سیستم های چندباره که نانوذرات را با اشعه ماوراء بنفش، ازن یا کلراسیون می توانند به اثرات شبهاتیستی دست یابند در حالی که فشار انتخابی بر هر عامل منفرد را کاهش می دهند. - به عنوان مثال، استفاده از یک دوز کم نانوذرات به دنبال نور UV - می تواند در سلول های فعال که مقاومت نسبی ایجاد کرده اند.

نظارت بر پیشرفته و تشخیص زود هنگام

نظارت منظم جوامع میکروبی در آب نانو ذرات ضروری است. [۱] تکنیک های توالی نسل بعدی می توانند تغییرات در تنوع میکروبی و ظهور ژن های مقاومت را قبل از اینکه گسترده شوند، تشخیص دهند. [FLT: ۰EPA تحقیقات در مورد آلاینده های میکروبی میکروبی میکرو [۱۰] [FLT ۱ راهنمایی در مورد روش های نظارت را فراهم می کند.

دستورالعمل های نظارتی و عملیاتی

آب و هوا اتخاذ فن آوری نانو ذرات باید پروتکل هایی برای مدیریت مقاومت میکروبی ایجاد کنند.این شامل تنظیم حداکثر غلظت نانو ذرات مجاز، تعیین زمان تماس، و برنامه ریزی سیستم دوره ای برای مختل کردن بیوفیلم ها است. چارچوب های تنظیم مقررات نیاز به تکامل برای شامل الزامات برای نظارت و گزارش همکاری بین محققان، صنعت و سازمان های دولتی برای توسعه استانداردهای حیاتی است که بدون نوآوری های بهداشتی محافظت می کنند.

راهنمایی های آینده و نیازهای تحقیقاتی

علی رغم افزایش آگاهی، بسیاری از سوالات در مورد اثرات زیست محیطی و بهداشتی طولانی مدت نانوذرات در سیستم های تحقیقاتی آب باقی مانده است:

  • درک مکانیسم های مولکولی مقاومت باکتری ها به انواع مختلف نانوذرات.
  • ارزیابی سرنوشت زیست محیطی نانوذرات و محصولات تحول آنها.
  • ارزیابی خطر انتقال مقاومت از باکتری های محیطی به پاتوژن های بالینی در زیرساخت های آب.
  • توسعه مدل های پیش بینی شده که می توانند ظهور سویه های مقاوم در برابر در سناریوهای مختلف درمان را پیش بینی کنند.
  • طراحی نانو ذرات که فعالیت ضد میکروبی را پس از استفاده کاهش می دهند یا از دست می دهند، فشار انتخابی را کاهش می دهند.

نوآوری هایی مانند نانوذرات محرک پاسخگو که تنها در حضور پاتوژن های خاص فعال می شوند یا عوامل ضد میکروبی را به شیوه ای کنترل شده آزاد می کنند، وعده هایی برای به حداقل رساندن پیامدهای ناخواسته در میان دانشمندان، میکروزیست شناسان، مهندسان محیط زیست و کارشناسان بهداشت عمومی برای اطمینان از اینکه درمان آب نانو ذرات امن و موثر برای دهه های آینده است، ضروری است.

برای بررسی جامع تحقیقات فعلی، ماده "Nanoparticle - Microbeinters: Implications for Water Therapy و ضد میکروبی مقاومت" در مجله تعامل با علم وamp؛ فناوری [LT:3 ارائه می دهد بینش دقیق.

نتیجه گیری

سیستم های تصفیه آب نانو ذرات نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در تلاش برای آب آشامیدنی سالم است.توانایی آنها برای فعال کردن طیف گسترده ای از پاتوژن ها با بهره وری بالا با بسیاری از روش های سنتی بی نظیر است، با این حال، ظهور آلاینده های میکروبی میکروبی مانند سویه های مقاوم، بیوفیلم های قوی، و بسیج ژن های مقاومت ارائه می دهد یک چالش قدرتمند است که من تشخیص می دهد که می تواند این مزایای بسیار زیادی را تضعیف کند.

پرداختن به این مشکل نیازمند یک رویکرد فعال و چند جانبه است: طراحی دقیق نانو ذرات، قطارهای یکپارچه درمانی، نظارت دقیق و مقررات انطباقی. ایمنی آب در عصر فناوری نانو نه تنها به این بستگی دارد که ما چگونه می توانیم مواد را در مقیاس اتمی مهندسی کنیم بلکه همچنین در مورد چگونگی پیش بینی و مدیریت دقیق عواقب بیولوژیکی، تحقیق و مدیریت هوشیار برای حفظ سلامت عمومی و حفاظت از تغییرات سریع فناوری ضروری است.