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ROS generating BODIPY loaded nanoparticles for photodynamic eradication of biofilms

  • Bacterial biofilms can pose a serious health risk to humans and are less susceptible to antibiotics and disinfection than planktonic bacteria. Here, a novel method for biofilm eradication based on antimicrobial photodynamic therapy utilizing a nanoparticle in conjunction with a BODIPY derivative as photosensitizer was developed. Reactive oxygen species are generated upon illumination with visible light and lead to a strong, controllable and persistent eradication of both planktonic bacteria and biofilms. One of the biggest challenges in biofilm eradication is the penetration of the antimicrobial agent into the biofilm and its matrix. A biocompatible hydrophilic nanoparticle was utilized as a delivery system for the hydrophobic BODIPY dye and enabled its accumulation within the biofilm. This key feature of delivering the antimicrobial agent to the site of action where it is activated resulted in effective eradication of all tested biofilms. Here, 3 bacterial species thatBacterial biofilms can pose a serious health risk to humans and are less susceptible to antibiotics and disinfection than planktonic bacteria. Here, a novel method for biofilm eradication based on antimicrobial photodynamic therapy utilizing a nanoparticle in conjunction with a BODIPY derivative as photosensitizer was developed. Reactive oxygen species are generated upon illumination with visible light and lead to a strong, controllable and persistent eradication of both planktonic bacteria and biofilms. One of the biggest challenges in biofilm eradication is the penetration of the antimicrobial agent into the biofilm and its matrix. A biocompatible hydrophilic nanoparticle was utilized as a delivery system for the hydrophobic BODIPY dye and enabled its accumulation within the biofilm. This key feature of delivering the antimicrobial agent to the site of action where it is activated resulted in effective eradication of all tested biofilms. Here, 3 bacterial species that commonly form clinically relevant pathogenic biofilms were selected: Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Streptococcus mutans. The development of this antimicrobial photodynamic therapy tool for biofilm eradication takes a promising step towards new methods for the much needed treatment of pathogenic biofilms.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:C. Kromer, Karin Schwibbert, S. Radunz, Dorothea Thiele, P. Laux, A. Luch, H.R. Tschiche
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch):Frontiers in Microbiology
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:4 Material und Umwelt
4 Material und Umwelt / 4.1 Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Jahrgang/Band:14
Erste Seite:1
Letzte Seite:15
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Antimicrobials; BODIPY; Biofilm; Photodynamic therapy
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
Umwelt / Umwelt-Material-Interaktionen
DOI:10.3389/fmicb.2023.1274715
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-587588
ISSN:1664-302X
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:08.11.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:08.11.2023
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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