Синергічний потенціал водного розчину озону: сублетальні пошкодження бактерій та підвищена чутливість до антибіотиків
DOI:
https://doi.org/10.63341/ijmmr/1.2025.06Ключові слова:
антибактеріальна активність, стійкість до антибіотиків, озонована вода, патогенні бактерії, сублетальні пошкодженняАнотація
Бойові поранення часто ускладнюються інфекціями, спричиненими мультирезистентними мікроорганізмами, що створює значні проблеми для лікування. Для покращення результатів у таких випадках необхідні альтернативні допоміжні стратегії лікування. Метою цього дослідження було оцінити антимікробний потенціал електролітично згенерованого водного розчину озону, зосереджуючись на його здатності викликати сублетальне пошкодження бактерій та підвищувати чутливість до антибіотиків. Загалом було отримано 357 мультирезистентних клінічних ізолятів з виділень з ран та зразків крові 284 поранених військових. Найчастіше виділялися такі збудники, як Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus та коагулазонегативні Staphylococcus spp. Озоновану воду було згенеровано в концентраціях від 3,6 до 11,2 мг/л, потім стандартизувано до ~4 мг/л для бактеріальної обробки. Відібрані ізоляти S. aureus та Escherichia coli були піддані впливу водного розчину озону протягом 10 і 15 хвилин. Сублетальні пошкодження оцінювались шляхом порівняння росту бактерій на селективних та неселективних середовищах, виявивши до 89,2 % сублетально пошкоджених клітин S. aureus та до 98,6 % пошкоджених клітин E. coli через 15 хвилин. Попередні оцінки мінімальної інгібуючої концентрації з використанням системи Vitek-2 були спотворені комбінованим впливом озону та вільного хлору, що утворюється під час електролізу сольового розчину, що спонукало до переходу на диско-дифузійний тест Кірбі-Бауера. Результати послідовно показували підвищену чутливість до антибіотиків у оброблених ізолятах, про що свідчить збільшення діаметрів зон інгібування та зменшення кількості антибіотиків, до яких ізоляти залишалися стійкими. Електролітично згенерований водний розчин озону ефективно порушує цілісність бактерій, підвищуючи їхню чутливість до антибіотиків. Він пропонує перспективну додаткову стратегію для лікування мультирезистентних інфекцій, особливо в умовах обмежених ресурсів або у воєнний час.
Отримано: 22.12.2024 | Переглянуто: 19.03.2025 | Прийнято: 27.05.2025
Посилання
Khanashyam AC, Shanker MA, Kothakota A, Mahanti NK, Pandiselvam R. Ozone applications in milk and meat
industry. Ozone Sci Eng. 2022;44(1):50–65. DOI: 10.1080/01919512.2021.1947776
Ren X, Wu Q, Shu J, Chen C, Tiraferri A, Liu B. Efficient removal of organic matters and typical odor substances in
rural drinking water using Ozone-BAC-UF combined system to meet new water quality standards in China. Sep
Purif Technol. 2023;327:124899. DOI: 10.1016/j.seppur.2023.124899
Nagy A. Beauty and physics – physics projects based on modern aesthetic and medical treatments. J Phys Conf Ser.
;1929(1):012027. DOI: 10.1088/1742-6596/1929/1/012027
Lemmen SW, Lewalter K. Antibiotic stewardship and horizontal infection control are more effective than screening,
isolation and eradication. Infection. 2018;46(5):581–90. DOI: 10.1007/s15010-018-1137-1
Roth A, Krishnakumar A, Rahimi R. Ozone as a topical treatment for infected dermal wounds. Front Biosci (Elite
Ed). 2023;15(2):9. DOI: 10.31083/j.fbe1502009
Roy J, Pandey V, Gupta I, Shekhar H. Antibacterial sonodynamic therapy: Current status and future perspectives.
ACS Biomater Sci Eng. 2021;7(12):5326–38. DOI: 10.1021/acsbiomaterials.1c00587
Pérez-Santonja JJ, Güell JL, Gris O, Vázquez Dorrego XM, Pellicer E, Benítez-Del-Castillo JM. Liposomal ozonated oil
in ocular infections: A review of preclinical and clinical studies, focusing on its antiseptic and regenerative properties.
Clin Ophthalmol. 2022;16:1953–62. DOI: 10.2147/OPTH.S360929
Li HY, Deng C, Zhao L, Gong CH, Zhu MF, Chen JW. Ozone water production using a SPE electrolyzer equipped with
boron doped diamond electrodes. Water Supply. 2022;22(4):3993–4005. DOI: 10.2166/ws.2022.029
Grignani E, Mansi A, Cabella R, Castellano P, Tirabasso A, Sisto R, et al. Safe and effective use of ozone as air and
surface disinfectant in the conjuncture of Covid-19. Gases. 2020;1(1):19–32. DOI: 10.3390/gases1010002
Shynkaryk M, Pyatkovskyy T, Yousef AE, Sastry SK. In-situ monitoring of inactivation of Listeria innocua under
high hydrostatic pressure using electrical conductivity measurement. J Food Eng. 2020;285:110087. DOI: 10.1016/j.
jfoodeng.2020.110087
The World Medical Association. Declaration of Helsinki: Ethical Principles for Medical Research Involving Human
Subjects [Internet]. [cited 2024 December 13]. Available from: https://surli.cc/lfurrc
Trutyak I, Los D, Medzyn V, Trunkvalter V, Zukovsky V. Treatment of combat surgical trauma of the limbs in the
conditions of modern war. Proc Shevchenko Sci Soc Med Sci. 2022;69(2). DOI: 10.25040/ntsh2022.02.16
Loban’ G, Faustova M, Dobrovolska O, Tkachenko P. War in Ukraine: Incursion of antimicrobial resistance. Irish J
Med Sci (1971 -). 2023;192(6):2905–7. DOI: 10.1007/s11845-023-03401-x
Moussally K, Abu-Sittah G, Gomez FG, Fayad AA, Farra A. Antimicrobial resistance in the ongoing Gaza war: A
silent threat. Lancet. 2023;402(10416):1972–3. DOI: 10.1016/S0140-6736(23)02508-4
Epelle EI, Macfarlane A, Cusack M, Burns A, Amaeze N, Richardson K, et al. Stabilisation of ozone in water for
microbial disinfection. Environments. 2022;9(4):45. DOI: 10.3390/environments9040045
Okada F, Nay K. Electrolysis for ozone water production. In: Kleperis J, Linkov V, editors. Electrolysis. London:
InTech; 2012. P. 243–72. DOI: 10.5772/51945
Pyatkovskyy T, Pokryshko O, Danylkov S. Exploring water disinfection through electrolytic ozonation for application
in wartime conditions. Bull Med Biol Res. 2024;6(1):43–51. DOI: 10.61751/bmbr/1.2024.43
Khadre MA, Yousef AE, Kim JG. Microbiological aspects of ozone applications in food: A review. J Food Sci.
;66:1242–52. DOI: 10.1111/j.1365-2621.2001.tb15196.x
Kim S, Kim MH, Lee WI, Kang SY, Jeon YL. Misidentification of Acinetobacter baumannii as Alcaligenes faecalis by
VITEK 2 system; case report. Lab Med. 2018;49(1):e14–7. DOI: 10.1093/labmed/lmx062
De Lappe N, Lee C, O’Connor J, Cormican M. Misidentification of Listeria monocytogenes by the Vitek 2 system. J
Clin Microbiol. 2014;52(9):3494–5. DOI: 10.1128/jcm.01725-14
Zong Z, Wang X, Deng Y, Zhou T. Misidentification of Burkholderia pseudomallei as Burkholderia cepacia by the
VITEK 2 system. J Med Microbiol. 2012;61(10):1483–4. DOI: 10.1099/jmm.0.041525-0
Park TS, Oh SH, Lee EY, Lee TK, Park KH, Figueras MJ, et al. Misidentification of Aeromonas veronii biovar
sobria as Vibrio alginolyticus by the Vitek system. Lett Appl Microbiol. 2003;37(4):349–53. DOI: 10.1046/j.1472-
X.2003.01410.x
Wang TKF, Yam WC, Yuen KY, Wong SSY. Misidentification of a mucoid strain of Salmonella enterica serotype
choleraesuis as Hafnia alvei by the Vitek GNI+ card system. J Clin Microbiol. 2006;44(12):4605–8. DOI: 10.1128/
jcm.01488-06
Wesche AM, Gurtler JB, Marks BP, Ryser ET. Stress, sublethal injury, resuscitation, and virulence of bacterial
foodborne pathogens. J Food Prot. 2009;72(5):1121–38. DOI: 10.4315/0362-028X-72.5.1121
Bai C, Cai Y, Sun T, Li G, Wang W, Wong PK, et al. Mechanism of antibiotic resistance spread during sub-lethal
ozonation of antibiotic-resistant bacteria with different resistance targets. Water Res. 2024;259:121837. DOI: 10.1016/j.
watres.2024.121837
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Taras Pyatkovskyy, Olena Pokryshko, Natalia Krasii, Serhii Danylkov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
