豚の胃液および腸液を模擬したZnOナノ粒子複合体のin vitro生理学的および抗菌性の特性評価

In vitro physiological and antibacterial characterization of ZnO nanoparticle composites in simulated porcine gastric and enteric fluids.

• Marina S R Barreto
• Cristina T Andrade
• Luiz Cláudio R P da Silva
• Lúcio M Cabral
• Vânia M Flosi Paschoalin
• Eduardo M Del Aguila

抄録

背景:

子豚の下痢は、離乳後の動物の主な死因の一つであり、酸化亜鉛（ZnO）はこの病気の制御のために高用量で使用されてきました。本研究の目的は、キトサン/アルギン酸（CH/SA）複合体上に合成・固定化したZnOナノ粒子の物理化学的特性を決定し、これらの新規化合物からの亜鉛（Zn）の抗菌活性とin vitroでの放出プロファイルを調査することでした。ＺｎＯナノ粒子複合体を調製し、ＣＨ／ＳＡまたはＣＨ／ＳＡとトリポリリン酸ナトリウム（ＴＰＰ）とを組み合わせた。この複合体の構造と形態を、X線回折、FTIR分光法、熱重量分析、原子吸光光度法、走査型電子顕微鏡などの特性評価法で分析した。

BACKGROUND: Diarrhea in piglets is one of the main causes of animal death after weaning; zinc oxide (ZnO) has been used in high doses for the control of this sickness. The aim of this study was to determine the physicochemical properties of ZnO nanoparticles synthesized and immobilized on a chitosan/alginate (CH/SA) complex and investigate the antimicrobial activity and in vitro release profile of zinc (Zn) from these new compounds. The ZnO nanoparticles composites were prepared and combined with CH/SA or CH/SA and sodium tripolyphosphate (TPP). The structure and morphology of the composites were analyzed by characterization methods such as X-ray diffraction, FTIR spectroscopy, thermogravimetric analysis, atomic absorption spectrophotometry and scanning electron microscopy.

結果:

ZnOナノの結晶サイズは17nmであり、新規なZnO複合体は模擬胃液中でZnOを保護するのに有効であり、Znは保護されていない市販の酸化亜鉛で得られたレベルの6倍の濃度に達した。さらに、本複合体は大腸菌や黄色ブドウ球菌に対しても有効な抗菌活性を示すことが示唆された。

RESULTS: The crystallite size of ZnO nano was 17 nm and the novel ZnO composites were effective in protecting ZnO in simulated gastric fluid, where Zn reached a concentration six-fold higher than the levels obtained with the unprotected commercial-zinc oxide. In addition, the novel composites suggest effective antimicrobial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus.

結論:

本明細書に記載された結果から、本発明のナノコンポジットは、in vitro試験で検証されたように、豚の飼料代替品として機能する可能性があり、また、動物の排泄物中の糞便から環境中に放出される亜鉛の低減にも寄与する可能性があることが示唆された。

CONCLUSIONS: The results described herein suggest that the novel nano composites may work as an alternative product for pig feeding as verified by the in vitro assays, and may also contribute to lower the zinc released in the environment by fecal excretion in animals waste.