bruken av metallforbindelser som antimikrobielle midler strekker seg tilbake tusenvis av år og inn i det 20. århundre, bare for å bli erstattet av innføring av organiske antibiotika i midten av det 20.århundre (Hobman og Crossman, 2015). Metallbaserte antimikrobielle midler (MBA) viser løfte om bærekraft mot smittsomme sykdommer (FNS bærekraftsmål ‐ 3.3), men deres bruk og praksis påvirker andre SDG-er, inkludert 3.9, 6.3 og 12.4 som alle relaterer seg til ikke‐forurensede miljøer for sunn livsstil.
det endelige målet med antimikrobielle stoffer er høy effekt ved lav dosering uten utvikling av resistens. En fornyet interesse for metaller som antimikrobielle og biocidmidler reflekteres i håp om at mindre motstand vil utvikle seg. Tradisjonelle antibiotika har en tendens til å følge bullet-target-konseptet, som virker på spesifikke biokjemiske prosesser: replikering, transkripsjon, oversettelse og andre husholdningsmetabolske enzymer, som gir enkel progressiv motstand (Tenover, 2006; Aminov, 2010). Alternativt synes metaller å målrette flere cellulære prosesser som fører til pleiotrope effekter på bakterieceller (Lemire et al., 2013).Det er nå allment kjent at en rekke metallioner er giftige for bakterier (Nies, 1999; Harrison et al., 2004). Samlet sett er metallene som i økende grad vurderes for antimikrobielle midler, typisk innenfor overgangsmetallene i d-blokken (V, Ti, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Tb, W, Ag, Cd, Au, Hg) og noen få andre metaller og metalloider fra grupper 13-16 i det periodiske bordet (Al, Ga, Ge, As, Se, Sn, Sb, Te, Pb og Bi). En interessant oppdagelse gjort over 10 år siden at metaller har sterk effekt mot mikrober vokser som en biofilm (Teitzel Og Parsek, 2003; Harrison et al., 2004). Dette var signifikant da en kvintessens fenotype av biofilmer er deres antimikrobielle resistens (Stewart og Costerton, 2001). Videre har metaller vist noen effekt på persister-celler, de sovende varianter av vanlige celler som var ugjennomtrengelige for antibiotika (Harrison et al., 2005a, b).
Vi har sett bred spredning kommersiell distribusjon Av Mbaer i løpet av de siste tiårene, spesielt Cu Og Ag. Studier har dokumentert effekten og ytelsen til metallioner for en rekke medisinske enheter og produkter. Nedenfor følger noen eksempler: sårbandasjer som inneholder Ag har vist seg å være ganske effektive, noe som viser en 99% reduksjon i cellens levedyktighet (Boonkaew et al., 2014). Urinkateter belagt I Ag viser en betydelig fordel for pasienter med urinveisinfeksjoner, sammenlignet med tradisjonelle legeringsbelagte katetre (Rupp et al., 2004). Kombinasjon belegg produsert gjennom avsetning Av Ag Og Ti har også vist redusert celle levedyktighet mot Staphylococcus aureus og Klebsiella pneumoniae, mens viser ingen cytotoksisitet til epitel-og osteoblastceller (Ewald et al., 2006). Med økende overføring fra patogener på ulike overflater, har ulike cu belegg blitt undersøkt for deres potensial i å redusere levedyktigheten av patogene mikroorganismer; rapporter har vist en reduksjon I Listeria monocytogenesnm (Wilks et al., 2006), Escherichia coli, inkludert en verocytotoksigenisk E. coli (Wilks et al., 2005), Mycobacterium tuberculosis (Mehtar Et al. 2008), Salmonella enterica, Camplylobacter jejuni (Faúndez et al., 2004), vankomycinresistente Enterokokker (Warnes og Keevil, 2011), meticillinresistente s. aureus (Noyce et al., 2006). Levedyktigheten til bakterier er på tidsskalaene fra bare minutter til noen få timer med Cu overflateeksponering, sammenlignet med andre overflater som rustfritt stål, PVC, aluminiumbronse og silisiumbronse. Beskyttende respiratoriske ansiktsmasker impregnert med kobberoksid utviser forbedret anti-influensa biocid aktivitet (Borkow et al., 2010) og Cu‐impregnerte sokker har vist seg å forbedre helbredelsen av mindre sår og kutt hos diabetespasienter (Borkow et al., 2009). Det er også nå vanlig å se Cu / Ag ionisatorer som brukes til å kontrollere Legionella i drikkevannsdistribusjonssystemer på sykehus for å redusere nosokomiale infeksjoner (Lin et al., 2011). Kontrollen av mange av organismene nevnt ovenfor er nøkkelen til helse bærekraft som mange er notert på DEN siste who prioriterte patogener liste over hvilke nye antibiotika er presserende behov (Tacconelli et al ., 2017).
for tiden kan metallholdige forbindelser kjøpes i butikker og på Nettet; faktisk har sølv funnet veien inn i mange forbrukerprodukter, for eksempel klær, deodorant, tannbørster, drikkeglass og til og med sølv ionisatorvaskemaskiner. Selskaper tilbyr nå sølv belegg tjenester for en rekke produkter, fra gulv til kjøkkenutstyr, og mat lagercontainere, for å nevne noen. Parallelt ser vi også bruk av kobber for mange av disse typer produkter. Produktreklame inkluderer tillit til sikkerheten til metallbruk som antimikrobiell, til tross for det vell av informasjon som er publisert om mekanismene for metalltoksisitet, er i mange tilfeller de nøyaktige mekanismene som de dreper mikrober, og deres effekt på menneskelige celler for den saks skyld fortsatt uklart.Selv om det er nyttig i markedsføring, vil slike vanlige bruksområder av Mbaer føre til et tap i effektivitet, som ligner på misbruk og overbruk av antibiotika som har ført til multi‐antibiotiske resistensstammer og deres raske tap av effekt. Dessverre kan Det allerede være for sent, i hvert Fall For Ag og Cu, på grunn av deres utbredte distribusjon. I tillegg er det allerede mange rapporter om kryssresistens mellom forskjellige metallbaserte antimikrobielle stoffer (F. Eks. Cu og Ag kryssresistens rapportert Av Torres‐Urquidy and Bright, 2012), som kan føre til multimetal resistens (MMR). Sikkert, mikrober, spesielt voksende som biofilm, har den iboende evnen til å utvikle MMR (Harrison et al ., 2007).
Bærekraftspraksis ved bruk av Mbaer bør også inkludere en diskusjon om avfall. Vi ser Allerede Mbaer som brukes i landbruksindustrien for husdyr og avlinger, noe som fører til økt metallbelastning i jord og nedbør/vanningsavrenning. Videre ser det ut til å være samtidig forekomst og coseleksjon av antibiotikaresistensgener med metallresistensgener (Li et al., 2017). Som et supplement til bioteknologiske tilnærminger kan omics teknologirevolusjon, spesielt genomikk og proteomikk, gi biomarkører for resistensegenskaper når de er identifisert. Til syvende og sist kan dette føre til bærekraftig bruk av metall antimikrobielle midler gjennom fokuserte / personlige applikasjonsmetoder, spesielt så Hvor Mbaer ikke distribueres når resistensmarkører er til stede.Bioremediering av giftige forurensende stoffer, inkludert metaller, er kritisk for vedvarende helse og økonomisk velferd. Men i de fleste land i verden er lovgivningen svak, og de moderate bøter er for de fleste bransjer bare vurdert kostnadene ved å drive forretninger. For det meste, det er lite drivkraft for utbedring og dermed, vi ser grave og dumpe eller gjerde av praksis i beste fall. Uten sterkere lovgivning og straffer, er den eneste måten å inspirere industrien lagt insentiver mot et produkt i bioremediering prosessen. Dette blir nå en mulighet innen bioremediering av metall-og metalloidforurensninger.
for å redusere denne metallforurensningskilden, bør remedieringsstrategier gjennom mikrobiell bioremediering benyttes. Selv om resistens mot metaller kan være gjennom redusert opptak eller efflux mekanismer, andre mekanismer som skal utnyttes i bioteknologi for metall bioremediation er biotransformasjon og utfelling sammen med biosorption av metaller. Nedbør (gjennom biomineralisering) er et spennende prospekt for å gjenopprette metaller fra metallforurensede akvatiske / marine systemer (Golby et al., 2014). For eksempel kan mikrobielle bio-scrubbere av metallbearbeiding mikrobe samfunn bli ansatt på kommunale avløpsrensingssteder hvor millioner av dollar av edle metaller slippes ut per år (Dobson og Burgess, 2007; Westerhoff et al ., 2015).nylig har det vært en eksplosjon i utviklingen av nano-antimikrobielle stoffer basert på metaller (Dastjerdi Og Montazer, 2010). I tillegg er en spennende bioteknologi som bruker mikrober som grønne kjemiske fabrikker for å produsere metall nanomaterialer under utvikling; disse biofactory-produserte nanomaterialene har blitt utforsket for deres effekt og verdi som nano‐MBA. Eksempler er AuNP (Maliszewska et al., 2014), AgNP (Fayaz et al., 2010), SeNP (Cremonini et al., 2016; Piacenza et al., 2017) Og TeNP (Srivastava et al., 2015). Her kan man bruke bakterier til utbedring av et metallforurensende stoff for å generere nye nano-MBA-materialer på en bærekraftig måte. Ved hjelp av mikrober for å produsere metall nanomaterialer med antimikrobielle egenskaper er en realistisk bioteknologisk løfte mot bærekraft, som det tar nytte av grønne syntetiske tilnærminger mot stabile nanomaterialer, bedre enn sine kjemisk syntetiserte kolleger.mens forskning hittil På Mbaer har betydelig løfte, mangler forståelsen av toksikologien til disse metallene på mennesker, husdyr, avlinger og det (mikrobielle) økosystemet som helhet. Kronisk eksponering blir ofte ignorert. For å oppnå en bærekraftig praksis må politikk basert på både akutt og kronisk eksponering systematisk studeres parallelt med metallets antimikrobielle / biocidegenskaper.