Propriedades antibacterianas e mecanismos subjacentes de MXenes Mo2TiC2Tx e Mo2Ti2C3Tx direcionados a Escherichia coli (bactéria Gram-negativa)


O uso generalizado de antibióticos levou a um aumento do número de patógenos resistentes a antimicrobianos (AMR), destacando a necessidade de novos nanomateriais antibacterianos com ajuste químico e estrutural. Aqui, apresentamos as propriedades/vias antibacterianas de dois MXenes de metallic de transição dupla (DTM) à base de molibdênio (Mo2TiC2Tx e Mo2Ti2C3Tx) e os comparamos com Ti3C2Tx MXene. Demonstramos que a eficácia antibacteriana desses MXenes depende da concentração e do tempo, com o tempo de exposição prolongado sendo mais influente em níveis de concentração mais baixos (<25 μg/mL). Danos físicos às paredes celulares de E. coli por nanofacas MXene (bordas afiadas de flocos MXene) e interrupção nas funções metabólicas através do estresse oxidativo foram as principais vias antibacterianas para Mo2TiC2Tx, Mo2Ti2C3Tx e Ti3C2Tx MXenes. Uma sonicação de 1 h de soluções MXene reduziu o tamanho dos flocos (tamanho lateral médio de 234 ± 163 nm) e levou a uma melhoria substancial do seu desempenho antibacteriano, reforçando a disponibilidade de nanofacas para danos físicos às células bacterianas. No entanto, a sonicação prolongada (2 h) resultou na redução da eficácia antibacteriana, potencialmente devido a defeitos morfológicos dos flocos MXene. Também estudamos a liberação de íons metálicos e a zona de inibição do disco, que não revelou nenhuma correlação direta entre as propriedades antibacterianas dos MXenes e a lixiviação de íons ou fragmentos. Este estudo demonstra o potencial para melhorar a eficácia antibacteriana de DTM MXenes contendo molibdênio, controlando suas características químicas e estruturais.

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