7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

1/13

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

2/13

Keywords N a n o st r u c tu r e d m e s o p o ro u s s i l i c a

B i o c o mp a t i b i li t y S. aureus P. aeruginosa

E s se n ti a l o i ls D r ug d e li v er y

Introduction

Staphylococcus aureus i s t h e m o s t v e r s at i le a n d w e l l

s t u d i ed G r a m- p o s i ti v e b a c t e ri a , c a u s in g s e v e re i n f e c-

t i on s i n h o sp i ta l iz e d p a ti e nt s , e s pe c ia l ly i n i n te n si v e

c a re u n it s a n d i n p a ti e nt s b e ar i ng p r os t he t i c d e vi c es

( Ya n e t a l. 2013 ; H ol ba n e t a l . 2013 ). S. aureus also

e x hi b it s h i gh r e si s ta n c e t o m a ny p h ys i ca l , c h em i ca l ,

a n d b i ol o gi c al a g en t s ( Ya n e t a l . 2013; H ol ba n e t a l.

2013 ). Methicillin-resistantS. aureus s t r a i n s a r e r e s i s -

t an t n ot o n ly t o p en i ci ll in s a nd c ep ha lo sp or in s, b ut a ls o

t o o th er c la ss es o f a nt i- st ap hy lo co cc al a nt i bi ot ic s

( fl u o ro q u i n ol o n e s , a m i n og l y c o s id e s ) , b e i n g r e s p o ns i -b l e f o r s t ap h yl o co c ca l i n fe c ti o n s w i th s e ve r e e v ol u ti o n

a n d h i g h m o r t a l i t y r a t e s ( T a c c o n e l l i e t a l . 2008).

O n t he o th er h an d, t he o pp or tu ni st ic p at ho ge n

Pseudomonas aeruginosa i s o ne of the most life-

t h re a te n i ng G ra m -n e ga t iv e b a ct e ri a , p a rt i c ul a rl y i n

i mm un oc om pr om is ed a nd c ys ti c fi br os is p at ie nt s

( Ho l b an e t a l . 2013). P. aeruginosa c a n e a si l y a d ap t

t o a n y e n v i ro n me n t , m a i nl y d u e t o i t s a b i l i ty t o f o rm

b io fil ms o n d if fe re nt i nd us tr ia l e qu ip me nt s a nd

m e di c al s u rf a ce s , c a us i ng m a jo r h e al t h -r e la t ed a n d

e c o n o m i c a l i s s u e s ( K i m e t a l . 2013).P. aeruginosa isn at ur al l y r es is t an t t o t he m aj o ri ty o f c ur re nt ly u se d

d r u g s a n d m a y a l s o a c q u i r e r e s i s t a n c e d u r i n g o r a f t e r

a n t i b i o t i c t r e a t m e n t ( P o o l e 2004).

I n t he r ec en t y ea rs , fi nd in g n ew o r a lt er na ti ve

t r e a tm e n t s t o c u r e d a n g er o u s , d r u g -r e s i st a n t i n f e ct i o n s ,

b ec am e o n e o f t he t op p ri or it ie s o f t he b io me di c al

r e s ea r c h ( T a cc o n e l l i e t a l . 2008) . D e v el o p i n g a n t i m i -

c ro bi al t her ap ie s b as ed o n n at ur al c om po un ds

r e p r es e n t s a d e s i ra b l e s t r a t e g y t o fi g h t r e s i s t a nt i n f e c-

t i on s , t o d e cr e as e t h e r a te o f s e le c ti n g r e si s ta n t m u ta n ts

a n d a l s o t o r e d u c e t h e s i d e e f f e c t s a s s o c i a t e d w i t h t h eu se o f s yn th et i c d ru g s ( Sa vi u c e t a l. 2013; G r u me z e s c u

2013 ; G ru m ez e sc u e t a l . 2012; C hi fir iu c e t a l. 2012 ;

G ru m ez e sc u e t a l . 2012 ; S av iu c e t a l. 2012; A ng he l

e t a l . 2013; A n g h e l e t a l . 2013; I s t r a t e e t a l . 2014).

E c ol o g ic a l t h er a pi e s b a se d o n n a tu r al p r od u ct s a r e

t h e m o s t i n v e s t i g a t e d n o w a d a y s . S t u d i e s r e v e a l e d t h a t

s o me p l an t -r e la t ed p r od u ct s a n d e s se n ti a l o i ls ( EO s )

m ay h av e a v er y g oo d a nt im ic ro bi a l a ct iv i ty . A s f or

example Salvia of cinalis ( SO ) h as a tt ra ct ed t he

a t t e n t i o n o f r e s e a r c h e r s i n r e c e n t y e a r s d u e t o i t s h i g h

c on te nt o f d if fe re nt b io lo gi ca l a ct iv e c om po un d a se s s e n t i a l o i l a n d a n t i o x i d a n t c o m p o u n d s . E s s e n t i a l o i l

ofS. ofcinalis i s p r o v e d t o b e e f f e c t i v e a g a i n s t m a n y

p a t h o g en s a sBacillus subtilis, S. aureus, P. aeruginosa,

Escherichia coli, Candida albicans, and Aspergillus

niger ( M i la d i n o v i a n d M i l a d in o v i c 2012) . C o r i an d e r

Coriandrum sativum ( C S ) p r o v e d t o h a v e a l s o a g r e a t

a n t i mi c r o b ia l e f f ec t a g a i ns t E. coli, B. subtilis, and

Saccharomyces cerevisiae ( C a o e t a l . 2012).

Silica networks (fibers, spheres, core/shell, magnetic

hollow silica, or silica nanocomposites) have attracted

much attention in the last years due to their large specificsurface areas, very well-defined and uniform porosity,

i ne rt f ra me wo rk , a nd g oo d b io co mp at ib i li ty ( Xu e t a l .

2013; B ar ia na e t a l. 2013; C h e n e t a l . 2013; Benhamou

e t a l . 2013; Q i a n g e t a l . 2013; Roik and Belyakova 2013;

V oi cu e t a l. 2014) , a s w el l a s t o t he ir c ap ab il i ty t o i mp ro ve

the antimicrobial effect and to deliver different therapeutic

agents (Grumezescu et al. 2013; B er li er e t a l. 2013; V oi cu

e t a l. 2013; M ih ai es cu e t a l. 2013; B al au re e t a l. 2013;

Grumezescu et al. 2013; A re an e t a l . 2013). Recent studies

r ep or te d t ha t s il i ca n et wo rk s m ay b e u se d a s e ffi ci en t

shuttles for improving the efficiency of several ATB drugssuch as aminoglycosides, polymyxin, norfloxacin, and

cefotaxime (Anghel et al. 2012, 2014). Although their

e nh an ci ng e ff ec t o n t he a ct i vi ty o f s yn th et ic d ru gs h as

b ee n p ro ve d, c ur re nt l it er at ur e o ff er s v er y f ew d at a

regarding their abilityto stabilize and control the release of

natural products and compounds (Kaya et al. 2013).

T h e a i m o f t h i s s t u d y w a s t o p r e p a r e , c h a r a c t e r i z e ,

a n d e v al u a te s o me o f t h ei r b i ol o gi c al a c ti v i ti e s, i . e. ,

( i ) b i o co m pa t ib i l it y , ( i i) t h e p o te n ti a l o f m e so p or o us

s i li c a n e t w or k s t o s t ab i li z e a n d c o nt r ol t h e r e l e a se o f

E O s , a n d ( i i i ) t o i m p r o v e t h e a c t i v i t y o f c u r r e n t A T B s .

Materials and methods

Materials

C et yl t ri me th yl am mo ni um b ro mi d e ( CT AB ), t e-

t r a e th y l o r t h os i l i c at e ( T E OS ) , a m m on i u m h y d r ox i d e

(NH4O H) , A T B s t re p to m yc i n ( S TR ) , a n d n e om y ci n

M . - C . C h i fir i u c

L i f e , E n v i r o n m en t a n d E a r t h S c i e n ce s S e c t io n , R e s e a rc h

I n st i tu t e o f t h e U n iv e r si t y o f B u ch a r es t -I C UB , S p l.

I n d e p en d e n t ei 9 1 - 9 5 , B u c h a re s t , R o m a ni a

201 Pa ge 2 of 13 J Nanopart Res ( 2015)17:201

1 3

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

3/13

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

4/13

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

5/13

a c c o r d a n c e w i t h t h e C L S I b r e a k p o i n t s . S u b s e q u e n t l y ,

t he w el l s w er e s ee de d w it h 5 0 L o f e ac h b ac t er ia l

s u sp e n si o n , a d ju s t ed t o 0 . 5 M a cF a rl a nd d e ns i ty ( 1

3 9 108 C F U/ m L) . P o si t i ve ( m ic r ob i a l c u lt u re s

g ro wn i n t he a bs en ce o f NM S s us pe ns io ns) a nd

n e g a t iv e c o n t ro l s ( s t e ri l e c u l t u re m e d i um ) w e r e u s e d .

A ft er i nc ub at in g t he p l at es a t 3 7 C for 24 h, ther e su l ts w er e m a cr o sc o pi c al l y a s se s se d f o r b a ct e ri a l

g r ow t h, t h e M I C v a lu e c o rr e sp o nd i n g t o t h e l a st w e ll

w i th c l e ar c o nt e nt , t h us w i th o ut n o v i si b l e m i cr o bi a l

g r o w t h . E x p e r i m e n t s w e r e p e r f o r m e d i n t r i p l i c a t e a n d

r e pe a te d o n a t l e as t t h re e d i ff e re n t o c ca s io n s.

Statistics

R es ul t s h av e b ee n s ta ti st i ca ll y a na ly ze d u si n g o ne

w a y A N O V A t e s t w i t h G r a p h P a d P r i s m v 5 s o f t w a r e .

p v a lu e s l o w e r t h a n 0 . 0 5 w e r e c o n s i d er e d s i g n i fic a n t .

Results and discussion

T he m or ph o lo gy o f t he N MS n et wo rk c al ci n at ed a t

650 C fo r 6 h wa s s t ud ie d b y S EM a nd T EM . T h e

S EM i ma ge s o f t he p re pa re d s il ic a s tr uc tu re a re

s ho wn i n ( Fi g. 1a , b ), r ev ea li ng a s ph er ic al m or -

p h o l o g y o f t h e N M S s a m p l e , w i t h s i z e s r a n g i n g f r o m

1 00 t o 4 00 n m. T he T EM i ma ge s s ho wn i n ( Fi g . 1 c,

d ) i n di c at e a p o re s i ze d i am e te r o f t h e p r ep a re d N M So f a r o u n d 2 . 2 n m . T h e s e r e s u l t s a r e i n a g r e e m e n t w i t h

t h e B E T a n al y s is .

T h e N M S n e t w o r k w a s f u r t h e r c h a r a c t e r i z e d b y N2a d s o rp t i o n de s o r pt i o n i s o t h er m ( F i g . 2a ), wh ere a

t yp ic al t yp e I c ur ve w as o bs er ve d, i nd ic at in g t he

m e so p or o us s t ru c tu r e o f t h e p r e p ar e d N M S ( Li e t a l .

2013 ). The BET surface area of NMS was of

1 00 2. 9 m2/g and the Langmuir surface area of

1 49 8. 1 m2/g. The corresponding average pore size

d i am e te r , c a lc u la t ed f r om t h e d e so r pt i on c u rv e u s in g

B a r re t t J o yn e r Ha l e n da w a s o f 2 . 2 n m .T h e X R D p a t t e r n o f t h e N M S p r e s e n t e d i n F i g . 2b

shows a broad peak in the range of 1535 (2),

s u g g e st i n g a n a m o rp h o u s s t r u ct u r e .

Figure 2c p re se nt s t he T GA c ur ve s o f t he N MS ,

N M S/ S O, a n d N M S/ C S, d e sc r ib i n g t h e v a ri a t io n o f

mass loss accordi ng to temp erature. It can be

o bs erv ed t ha t t he a mo un t o f S O e nt ra pp ed o nt o

NM S/ SO wa s a bo ut 1 9.6 0 % an d t ha t o f C S t o b e

a bo ut 3 4 % . T he se d at a w il l f ur th er b e u se d i n t he

b i o l o gi c a l a s s a ys .

Figure 3 p r es en ts t he I R m ap p in g a nd s pe ct r a o f

N MS /N EO ( a) , N MS /S TR ( b) , N MS /C O ( c) , a nd

N M S / S O ( d ) . S i m i l a r t o t h e N M S m a t r i x , N M S / E O s ,

a n d N MS / AT B s h ow t h e t y p ic a l v i br a ti o n s o f a s ym -

m et ri c a nd s ym me tr ic s tr et ch in g, a s w el l a s t her oc ki ng o f S i O Si a t ~ 12 60 1 27 0 a nd 9 80 c m1.

T h e p r e s e n c e o f t h e A T B i s p r o v e d b y t h e a b s o r p t i o n

b an ds c ha ra ct er is ti c t o C =O o r C =O (O H) g ro up s

p re sen t i n b ot h ATB . In t he IR sp ec tra , t he C=O

g ro u p a ss ig n ed t o S TR a nd N EO a pp ea rs a t a ro un d

1 67 6 c m1 and at 1631 cm1, r es pe ct iv el y . T he

p re se nc e o f E Os w as p ro ve d b y t h e p r e se nc e o f t he

a bs or pt io n b an ds c ha ra ct er is ti c t o C =O a nd C H

a l ip h at i c a n d a r om a ti c g r ou p s. A l so , F i g. 5 presents

t he d is tr ib ut io n a nd r el at iv e d en si ty o f t he a bo ve

c h ar a ct e ri s ti c f u nc t i on a l g r ou p s o n t h e s u rf a ce o f t h ep r e p ar e d s i l i c a m a t e r i a ls . T h i s a n a l y s i s t h u s c o n fi r m s

t ha t t he A TB a nd E Os a re p re se nt i n t he p re pa re d

N M S m a te r ia l s ( Gr u me z es c u e t a l . 2013).

R ec en t st ud ie s re ve al t ha t si li ca ma y h av e a

c yt ot ox i c a ct iv i ty , d ep en d in g o n t he ir t yp e, t ar ge t

c e l l s , a n d s y n t h e s i s m e t h o d ( H u d s o n e t a l . 2008 ) . O u r

i n v i tr o M T T a s s a y r e su l t s r e v e al e d t h at t h e f a br i ca t -

ed b io-act ive NMS network has a go od

b i oc o mp a t ib i l it y , w i th o ut a n y s i gn i fic a nt e f fe c t o n

t h e n o rm a l m e ta b ol i sm a n d d e ve l o pm e nt o f h u ma n -

c u l t u r e d e n d o t h e l i a l c e l l s , a t 2 4 a n d 4 8 h ( F i g . 4) . A ne nh an ce d c el lu l ar m et ab ol i sm a nd g ro wt h w as o b-

s e r v e d i n t h e p r e s e n c e o f N M S s t r u c t u r e s a f t e r 7 2 h o f

i nc ub at i on , b ut t h es e r es ul t s c ou ld b e d ue t o t he f ac t

t h at l o ng e r i n cu b at i on t i me r e su l t s i n t h e a c cu m ul a -

t i on o f c o lo r a n d i n c r e as e d s e n s it i v it y o f t h e m e th o d

( Ri ss e t a l. 2013).

G i vi n g t h at i n cu b at i o n o f t h e t e tr a zo l i um r e ag e n ts

w i th v i ab l e c e ll s i n cr e as e s t h e p o ss i bi l it y o f a r ti f ac t s

r e s u lt i n g f r o m c h e m i c a l i n t e r a c t io n s a m o n g t h e a s s a y

c he mi st ry , t he c om po un ds b ei ng t es te d, a nd t he

b io ch em is tr y o f t he c el l, t he u se o f a s ec on d m et ho dt o a s se s s c y to t o xi c it y i s r e co m me n de d . I n o u r s t ud y ,

w e h a v e u s e d fl u o r e s c e n c e m i c r o s c o p y t o e v a l u a t e t h e

e ff ec t o f t h e f ab r ic at ed N MS u po n t he m am ma l ia n

c e ll s . T h e fl u or e sc e nc e m i cr o sc o py i m ag e s s h ow ed

t ha t h um an e nd ot he li al c el ls h av e a n or ma l m or -

p h ol o g y, a d he r en c e, a n d d i st r ib u t io n w h en g r ow i ng

i n t he p re se nc e o f t he t es te d N MS ( Fi g. 5) . T he se

o bs er va ti on s s up po rt t he f ac t t ha t t he f ab ri ca te d

J N a no p ar t R e s ( 2 01 5 )1 7: 20 1 P ag e 5 o f 1 3 2 01

1 3

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

6/13

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

7/13

A n ti m ic r ob i al a c ti v it y o f t h e N MS l o ad e d

w i th e s se n ti a l o i ls

I n t he c as e o f E Os c on ta in i ng m at er ia ls , b ot h N MS /

S O a nd N MS /C S e xh ib it ed a h ig h- an ti mi cr ob ia le f f ec t a g a i n st S. aureus and P. aeruginosa strains.

N M S/ S O p r ov e d a h i gh e r m i cr o b ic i da l i m pa c t w h en

u se d i n l ow c on ce n tr at io ns t ha n N MS /C S ( Fi g. 8).

P re vi ou s s tu di es p ro ve d t h e a bi li t y o f n at ur al a nd

s y nt h et i c s i li c a n e tw o rk s t o p o te n ti a te t h e a c ti v it y o f

s ev er al A TB a ga in st m ic ro bi al s pe ci es , b ut t o o ur

k n o w l e d g e t h i s i s o n e o f t h e fi r s t s t u d i e s r e p o r t i n g t h e

a b il i ty o f s i li c a n a no m at e ri a ls t o s t ab i li z e t h e a n ti m i-

crobial activit y of natural products, as EOs.

M o re o v er , N MS / EO s p r ov e d a n a n ti m ic r ob i al e f fe c t

c om pa ra b le t o t ha t o f A TB a ga in st S. aureus. T hu s,

w he n u se d i n a mo un ts o f 7 .8 1 g / mL , 3 . 90 g/mL,

a nd e ve n 1 .9 5 g /m L, t he N MS /S O a nd N MS /C S

b i o - ac t i v e n a n o st r u c t u re d s i l i ca r e d u ce d t h e v i a b i li t yo f b ac te ri a w it h a n e ffi ci en c y o f a t l ea st 2 0 % h ig he r

a s c o mp a re d w i th t h e p l a i n S T R c o n t ro l ( Fi g . 9a).

A n ti m ic r ob i al a c ti v it y o f t h e N MS l o ad e d

w i t h a n t i b i ot i c s

T h e a n t i m i c r o b i a l a s s a y r e v e a l e d t h a t N M S i m p r o v e d

t h e a c ti v it y o f t h e t e st e d A T B. N M S/ S TR b i o- a ct i v e

n a no m at e ri a l p r ov e d a m u ch i n te n si v e a n ti m ic r ob i a l

Fig. 2 a N2 a d s o r p t io n d e so r p t io n i s o t he r m o f p r e p a r ed N M S ,b X R D p a t t e r n o f N M S , c T G a n a l y s i s o f N M S , N M S / S O , a n d N M S /

CS

J N a no p ar t R e s ( 2 01 5 )1 7: 20 1 P ag e 7 o f 1 3 2 01

1 3

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

8/13

201 Pa ge 8 of 13 J Nanopart Res ( 2015)17:201

1 3

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

9/13

e f fe c t a s c o mp a re d w i th t h e p l ai n a n ti b io t ic c o nt r ol

STR. The data demonstrat e that an amo unt of

3.90 g / mL M C M- 4 8/ S TR d e cr e as e d t h e v i ab i l it y

of S. aureus c el l s w it h m or e t h an 7 0 % , c om pa ri n g

w it h t he s am e a mo un t o f S TR , w hi ch r ed uc ed t he

b a ct e ri a l v i ab i l it y w i th l e ss t h an 5 0 % . F u rt h er mo r e,

this difference can be observed also at lower

c on ce nt ra ti on s , r es pe ct i ve ly , a t 1 .9 5 a nd 0 .9 7 g/

m L. T he N MS w as a ls o e ffi ci en t i n i mp ro vi ng t he

a n ti m ic r ob i al e f fe c t o f N EO a g ai n st P. aeruginosa

strain, an amount o f 1.95 g /m L r ed uc in g t heb a ct e ri a l v i ab i li t y w i th 7 7 % , w h il e t h e s a m e a m ou n t

o f p la in a nt ib io ti c N EO o nl y b y 4 0 % ( Fi g . 9b).

Conclusions

Th e p res en t s tu dy sh ow s t he sy nt hes is o f NM S

p ar ti cl e s, w it h h ig hl y r eg ul ar p or es o f a n a ve ra ge

d i am e te r o f 2 . 2 n m . T h e s i li c a n e tw o rk s l o ad e d w i th

s y nt h et i c a n ti m ic r ob i al a g en t s s i gn i fic a nt l y r e du c ed

t h e M I C a s c o mp a re d t o t h e p l ai n t h er a pe u t ic a g en t s.M or eo ve r, t he s il ic a n et wo rk s l oa de d w it h E Os

p ro v ed a n a nt im ic ro bi a l a ct iv it y s up er io r t o t ha t o f

t he N MS l oa de d w it h A TB . T he ir g oo d b io co m-

p at ib il it y a nd t he f ac t t ha t t he y ma y b e u sed a s

s ta bi l iz er s f or d if fe re nt n at ur al c om po un ds w it h

a n t i mi c r o b ia l e f f e ct r e c o mm e n d t h e f a b ri c a t e d m a t e-

r i al s a s c o mp e ti t i ve n o mi n ee s f o r t h e d e ve l op m en t o f

n o v e l s t r a t e g i e s f o r fi g h t i n g r e s i s t an t i n f e c ti o n s .

Fig. 3 S ec on d d er iv at e I R m ap pi ng ( 1, 2) a nd s pe ct ra ( 3) o f

N M S/ N EO (a) , N MS /S TR (b) , N MS /C O (c) , N MS /S O (d):

i n te n si t y d i st r ib u ti o n o f S i O Si ( 1 ) a n d C = O ( 2 )

Fig. 4 G r ap h ic r e pr e s en t at i on o f t h e M T T r e su l ts o b ta i ne d b y

a n a l y z i n g e n d o t h e l i a l c e l l s g r o w n i n t h e p r e s e n c e o f t e s t e d b i o -

a ct iv e n a no st ru ct ur ed s il ic a f or 2 4, 4 8, a nd 7 2 h . *p \ 0.05( l ab e le d s a mp l es v s . c o n t r ol o n t h e s a m e t i me p o in t ); o n e w a y

A N OV A t e st

Fig. 5 F l u o re s c e n c e m i c r o sc o p y i m a g e s o f v i a b l e e n d o t he l i a l c e l l s s t a i n e d w i t h R E D C M T P X fl u o r o p h o r e, g r o w n i n t h e p r e s e n c e o f

t e st e d b i o- a c ti v e N M S ( c on c en t ra t io n o f 1 m g /m L ) v e rs u s c o nt r ol ( e n do t he l ia l c e ll s g r ow n i n s t an d ar d c o nd i ti o ns )

b

J N a no p ar t R e s ( 2 01 5 )1 7: 20 1 P ag e 9 o f 1 3 2 01

1 3

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

10/13

Fig. 6 T r a n s ve r s a l s e c t i o n s t h r o u g h t h e m i c e i n t e r na l o r g a n s ,

t re at ed w it h N MS f or 7 d ay s. N o N MS w er e d et ec te d. T he

a n al y ze d o r g an s a mp l es p r ov e d a n o rm a l a s pe c t. H E s t ai n in g :

a brain, 9200;b liver, 9200;c myocardium, 9400;d pancreas,

9200; e lung, 9200; f kidney, 9400

Fig. 7 T r a n s ve r s a l s e c t i o n s t h r o u g h t h e m i c e i n t e r na l o r g a n s ,

t re at ed w it h N MS f or 1 4 d ay s. N o N MS w er e d et ec te d. T he

a n al y ze d o r g an s a mp l es p r ov e d a n o rm a l a s pe c t. H E s t ai n in g :

a brain, 9200;b liver, 9200;c myocardium, 9400;d pancreas,

9200; e lung, 9400; f kidney, 9400

201 Pa ge 10 of 13 J Nanopart Res ( 2015)17:201

1 3

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

11/13

Fig. 8 T r an s ve r sa l s e c ti o ns t h ro u gh t h e m i ce s p le e n (9400),

t re at ed w it h N M S f or 7 d ay s (a) a n d 1 4 d a y s (b) . N MS w er e

o b se r ve d i n l a r g e a m o u nt s o n l y i n to t h e r e d p u lp o f t h e s p l e en

a f te r 1 4 d ay s, c om pa re d w it h t he s am pl e c ol le c te d a t 7 d ay s;

T ra ns ve rs al s ec ti on s t hr ou gh t he m ic e s pl ee n u nt re at ed f or

7 d a y s (c) a n d 1 4 d a y s (d) . N a n o s t r u c t u r e s a r e m i s s i n g . N o r m a l

h i s t ol o g i ca l a s p e c t s a r e o b s e r ve d

Fig. 9 Graphic

r e p r e s en t a t io n o f t h e e f f e c to f d i f f e r en t c o n c e n tr a t i o ns

o f N M S / SO , N M S / CS ,

N M S / ST R , a n d N M S / NE O

o n t h e v i a b i l i t y o f S. aureus

(a) a n d P. aeruginosa

(b) t e st e d s t ra i ns

J N a no p ar t R e s ( 2 01 5 )1 7: 20 1 P ag e 1 1 o f 1 3 2 01

1 3

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

12/13

Acknowledgments T h is r e s ea r ch w a s fi n an c ia l ly s u pp o rt e d

b y S ec to ra l O pe ra ti on al P ro gr am me H um an R es ou rc es

D e ve l op m en t , fi n an c e d f r o m t h e E u ro p ea n S o ci a l F u nd a n d b y

t h e R o m a ni a n G o v e r nm e n t u n d e r t h e c o n t r ac t n u m b er P O S D RU /

1 56 /1 . 2/ G/ 13 57 64 . I mp ro ve me nt a nd i mp le me nt at io n o f

u n iv e r si t y m a st e r p r og r a ms i n t h e fi e ld o f A p pl i ed C h em i st r y

and Materials Science-ChimMaster.

References

A n gh e l I , G r um e ze s cu A M , A n gh e l A G , C h ir e ac I , M a ru t es c u

L , M i ha i es c u D E , C h ifi r iu c M C ( 2 01 2 ) A n ti b io t ic p o te n -

t i a t o r e f f e c t o f t h e n a t u r a l a n d s y n t h e t i c z e o l i t e s w i t h w e l l

d e fi n e d n a n o p o r e s w i t h p o s s ib l e e n t c l i n ic a l a p p l i ca t i o ns .F a r m a ci a 6 0 : 5

A n gh e l I , G r u me z e sc u A M , H o l b an A M , F i c a i A , A n gh e l A G ,

C h ifi r iu c M C ( 2 01 3 a) B i oh y br i d n a no s tr u ct u re d i r on o x -

i d e n a n o p a r t i cl e s a n d S a t u r ej a h o r t e n s i s t o p r e v e nt f u n g a l

b i o fi lm d e v e lo p m e n t. I n t J M o l S c i 1 4 : 1 81 1 0 1 81 2 3

A n g he l I , H o l ba n A M , A n d ro n e sc u E , G r u me z e sc u A M , C h i fir i u cM C ( 2 0 1 3b ) E f fi ci e n t s u r fa c e f u n c ti o n al i z at i o n o f w o u nd

d r e ss i n gs b y a p h y to a c t iv e n a n oc o a t in g r e f r ac t o r y t o Can-

dida albicans biofilm development. Biointerphases 8:12

A n gh e l I , G r u me z e sc u A M , H o l b an A M , G h e o r gh e I , V l ad M ,

A n gh e l G A , B a la u re P C , C h i fi ri u c C M , C i uc a I M ( 2 01 4 )

I m p r o ve d a c t i vi t y o f a m i n og l y c o si d e s e n t r a p p e d i n s i l i ca

n et wo rk s a ga in st m ic ro bi al s tr ai ns i so la te d f r om o to -

l a r y n go l o g ic a l i n f e c ti o n s . F a r m ac i a 6 2 : 1

A r e an C O , V e s g a M J , P a rr a J B , D e lg a do M R ( 2 0 1 3) E f fe c t o f a m i n e a n d c a r b o x yl f u n c ti o n a l iz a t i o n o f s u b - mi c r o m et r i c

M C M- 4 1 s p he r e s o n c o nt r ol l ed r e le a se o f c i sp l at i n. C e r-

a m I n t 3 9 : 7 40 7 7 41 4

A s s a y G u i d a n c e M a n u a l ( 2 0 1 3 ) . C e ll V i a b i li t y A s s a y s T e r r y L

R i s s , P h D , R i c h a r d A M o r a v e c , B S , A n d r e w L N i l e s , M S ,H e le n e A B e ni n k, P h .D . , T r a c y J W o r ze l la , M S , a n d L i sa

M i no r , P h .D . P u bl i sh e d M a y 1

B a la u r e P C , A n dr o ne s cu E , G r u me z e sc u A M , F i ca i A , H u an g

K - S, Y a ng C -H , L in Y -S , C hi fir iu c C M ( 20 13 ) F ab ri ca -

t i o n , c h a r a c t e r iz a t i o n a n d i n v i t r o p r o fi l e b a s e d i n t e r a c t i on

w i t h e u k a r y o t i c a n d p r o k a r y o t i c c e l l s o f a l g i n a t e - c h i t o s a n -

s i l i ca b i o c om p o s it e . I n t J P h a r m 4 4 1 : 5 5 5 5 6 1

B ar ia na M , A w M S, K ur ku ri M , L os ic D ( 20 13 ) T un in g d ru g

l o ad i ng a n d r e le a se p r op e r ti e s o f d i at o m s i li c a m i cr o pa r -

t i cl e s b y s u rf a c e m o di fi ca t io n s. I n t J P h ar m 4 4 3: 2 30 24 1

B en ha mo u A , B as ly J P, B au du M , D er r ic he Z , H am ac ha R

( 2 0 1 3 ) A m i n o - f u nc t i o n al i z e d M C M - 4 1 a n d M C M - 48 f o r

t h e r e mo v al o f c h r om a te a n d a r se n a te . J C o ll o id I n te r f ac e

S c i 4 0 4 : 13 5 1 3 9

B e rl i er G , G a st a ld i L , S a pi n o S , M i le t to I , B o tt i ne l li E , C h ir i o

D , U g az io E ( 20 13 ) M CM -4 1 a s a u se fu l v ec to r f or r ut in

t o p i c al f o r m u la t i o ns : s y n t he s i s , c h a r a c te r i z a ti o n a n d t e s t -

i n g. I n t J P h ar m 4 5 7: 1 77 18 6

C ao Z X, Y ou J M, L i S X, Z ha ng Y L ( 20 12 ) A nt im ic ro bi al

A c ti v it y o f t h e E x tr a c ts f r o m Coriandrum sativum. I n t J

F o od N u tr S a f 1 : 54 59

C he n F , H ua ng L , Y a ng X , W a ng Z ( 20 13 ) S yn th es is o f A l-

s u b s t i t u t e d M C M - 4 1 a n d M C M - 4 8 s o l i d a c i d s w i t h m i x e d

c a ti on ic a n io ni c s ur fa c ta nt s a s t em pl at es . M at er L e tt

109:299301

C h ifi r iu c M C , G r um e ze s cu V , G r um e ze s cu A M , S a vi u c C M ,

L az ar V , A nd ro ne sc u E ( 20 12) H yb ri d ma gn eti te

n an op ar ti cl es /R os ma ri nu s o ffi ci na li s e ss en ti al o il

n a no b io s ys t em w i th a n ti b io fi lm a c ti v it y . N a no s ca l e R e s

L e t t 7 : 2 0 9

G r u m e ze s c u A M ( 2 0 1 3 ) E s s e n t ia l o i l s a n d n a n o t e c h n ol o g y f o r

c o m b a ti n g m i c r o b i a l b i o fi l m s. C u r r O r g C h e m 1 7 : 9 0 9 6

G r um e ze s cu A M , C h ifi r iu c C M , M a ri n as I , S a vi u c C , M i ha i -

e s cu D , L a za r V ( 2 01 2 a) O c in u m b a si l ic u m a n d M e n t ha

p i p e r it a e s s e n ti a l o i l s i n fl u e n c e t h e a n t i mi c r o b ia l s u s c e p-

t ib il it y o f Staphylococcus aureus st ra in s. L et t A pp l

N a n o B io S c i 1 : 1 4 1 7

G ru me ze sc u A M, C hi fir iu c M C, S av iu c C , G ru me z es cu V ,

H ri st u R , M ih ai es cu D , S ta nc iu G A, A nd ro ne sc u E

( 20 12 b) H yb ri d n a no ma te ri al f or s ta bi li zi ng t he a n-

t i b i ofi l m a c t i vi t y o f Eugenia carryophyllata e s s e n t ia l o i l .

I E E E T r a n s N a n o b io s c i 1 1 : 3 60 3 6 5

G r um e ze s cu A M , A n d r o ne s cu E , F i ca i A , V o ic u G , C o co s O ,

C h i fi ri u c M C ( 2 0 1 3 a) E u g e n ia c a y o p hy l l a ta e s s e n ti a l o i l -

SiO2 b i o h y b r i d s t r u c t u r e f o r t h e p o t e n t i a t i o n o f a n t i b i o t i c s

a c ti v it y . R o m J M a te r 4 3 :1 6 0 1 66

G ru me ze sc u A M, A nd ro ne sc u E , G ru me ze sc u V , B le ot u C ,S av iu c C , M ih ai es cu D E, C hi fir iu c C M ( 20 13 b) B io -

c o m p a ti b l e m a g n e t i c h o l l o w s i l i c a m i c r o sp h e r e s f o r d r u g

d e l i ve r y . C u r r O r g C h e m 1 7 : 1 0 2 9 1 0 3 3

G r u m e z e s c u A M , A n d r o n e s c u E , H o l b a n A M , F i c a i A , F i c a i D ,

V oi cu G , G ru me ze sc u V , B al au re P C, C hi fir iu c M C

( 2 0 1 3 c) W a t e r d i s p e r s i b le c r o s s - li n k e d m a g n e t i c c h i t o sa n

b ea ds f o r i nc re as in g t he a nt im ic r ob ia l e f fic ie nc y o f

a m i n og l y c o si d e a n t i bi o t i cs . I n t J P h a r m 4 5 4 : 2 3 3 2 40G r um e ze s cu V , H o lb a n A M , I o rd a c he F , S o co l G , M o go sa n u

G D, G ru me ze sc u A M, F ic ai A , V as il e B S, T ru sc a R,

C h ifi r iu c M C , M a n i u H ( 2 01 4 ) M A PL E f a b ri c at e d m a g-

n et it e@ eu ge no l a nd ( 3- hi dr ox yb ut yr ic a ci d- co - 3-

h i dr o xy v al e ri c a c id ) p o ly v in y l a l co h ol m i cr o sp h er e s

c o a t e d s u r f a c e s w i t h a n t i - m i c ro b i a l p r o p e r t i e s. A p p l S u r f S c i 3 0 6 : 16 2 2

H o lb a n A M , C h ifi r iu c M C , C o ta r A I , B l eo t u C , G r um e ze s cuA M, B an u O , L az ar V ( 20 13 a) V ir ul en ce m ar ke rs i n

Pseudomonas aeruginosa i s o l a te s f r o m h o s p i ta l - a c q ui r e d

i n fe c ti o ns o c c ur r ed i n p a ti e nt s w i th u n de r ly i ng c a r di o -

v a s c u la r d i s e a se . R o m B i o t e h n o l L e t t 1 8 : 8 84 3 8 85 4

H o l b a n A M , C o t a r A I , C h i fi r i u c M C , B l e o t u C , B a n u O , L a z a r

V ( 2 01 3b ) V ar ia ti on o f v ir ul en ce p ro fil es i n s om e Sta-

phylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa stainsi s ol a te d f r om d i ff e r en t c l in i ca l p a ti e nt s . A f r J M i cr o bi o l

R e s 7 : 3 4 53 3 4 6 0

H o l b a n A M , G r u m e z e s c u A M , C a r t e l l e G e s t a l M , M o g o a n t a L,

M o go sa n u G D ( 2 01 4 ) N o ve l d r ug d e li v er y m a gn e ti t e

n an o- sy st em s u se d i n a nt im ic ro bi al t he r ap y. C ur r O r g

C h e m 1 8 : 1 85 1 9 1

H ud so n S P, P ad er a R F, L an ge r R , K oh an e D S ( 20 08 ) T he

b i oc o mp a ti b il i ty o f m e so p or o u s s i li c at e s. B i om a te r ia l s29:40454055

I s tr a te C M , H o lb a n A M , G r um e ze s cu A M , M o go a nt a L , M o-

g o sa n u G D , S a v o po l T , M o i s es c u M , I o r d a ch e M , V a s i le

B S , K o va c s E ( 2 01 4 ) I r o n o x id e n a no p ar t ic l es m o du l at e

t he i nt er a ct io n o f d if f er e nt a nt ib io ti cs w it h c e ll ul ar

m e m b r an e s . R o m J M o r p h ol E m b r yo l 5 5 ( 3 ) :8 4 9 8 56

K a lb a si R J , M o sa d de g h N ( 2 01 1 ) S y nt h es i s a n d c h ar a c te r iz a -t i on o f p o ly ( 4 -v i ny l py r id i ne ) /M C M- 4 8 c a ta l ys t f o r o n e-

201 Pa ge 12 of 13 J Nanopart Res ( 2015)17:201

1 3

7/25/2019 10.1007@s11051-015-3004-7

13/13

p o t s y nt h es i s o f s u bs t it u te d 4 H - ch r om e ne s . C a ta l C o m-

m u n 1 2 : 1 23 1 1 2 37

K ay a D A, V ul ug a Z , N ic ol ae C A, R ad ov ic i C , A lb u M G

( 20 13 ) T he p ro pe rt ie s o f t wo n at ur al z eo li te s m od ifi ed

w i th o r eg a no e s se n ti a l o i l. R o m J M a te r 4 3 :4 8 5 4

K i m W e t a l ( 2 0 1 3 ) S p a c e fl i g h t p r o m o t e s b i o fi l m f o r m a t i o n b y

Pseudomonas aeruginosa. I n B el oi n, C hr is to ph e. P Lo S

O n e 8 : e 6 2 37

L i P , X io ng G , L iu L , W an g L ( 20 13 ) I nv es ti ga ti on o n t he

e f fe ct o f z eo li te p re c ur s or o n t he f or ma ti on p ro ce ss o f

M CM -4 1 c o nt ai ni ng z eo li te Y b ui ld in g u ni ts . S pe c -

t r oc h im A c ta P a rt A 1 0 7: 2 18 22 6

M i ha i es c u D E , C r is t es c u R , D o rc i om a n G , P o pe s c u C , N i ta C ,

S oc ol G , M ih ai le sc u I , G ru me ze sc u A M, T am as D , E n-

c ul es cu M , N eg re a R F, G hi ca C , C hi fir iu c C , B le ot u C ,

C h ri s ey D B ( 2 01 3 ) F u nc t io n al i ze d m a gn e ti t e s i li c a t h in

fi l ms f a br i ca t ed b y M A PL E w i th a n ti b io fi lm p r op e rt i es .

Biofabrication 5:015007

M i l a di n o v i D , M i l a di n o v ic L ( 2 0 1 2 ) A n t i m ic r o b i a l a c t i v i ty o f

e s s e n t i a l o i l o f s a g e f r o m S e r b i a . F a c t a U n i v S e r 2 : 9 7 1 0 0

M o g o sa n u G D , P o p e sc u F C , B u s u io c C J , L a s c ar I , M o g o a n t a L

( 2 01 3 ) C o mp a ra t iv e s t ud y o f m i cr o va s cu l ar d e ns i ty i ne x p e r im e n t a l t h i r d - d eg r e e s k i n b u r n s t r e a t ed w i t h t o p i c a l

p r e pa r at i on s c o nt a in i ng h e rb a l e x tr a c ts . R o m J M o rp h ol

E m b r y ol 5 4 : 1 07 1 1 3

P oo le K ( 2 00 4) E ffl ux -m ed ia te d m ul ti re si st an ce i n g ra m-

n e g a t iv e b a c t e ri a . C l i n M i c r o b i o l I n f e c t 1 0 : 1 2 2 6

Q ia ng Z , B ao X , B en W ( 20 13 ) M CM -4 8 m od ifi ed m ag ne ti c

m e s o p or o u s n a n o c o m p os i t e a s a n a t t r a ct i v e a d s o r b e n t f o r

t he r e mo va l o f s ul fa me th az in e f r om w a te r . W at er R es47:41074114

R o i k N V , B e l y ak o v a L A ( 2 0 1 3) S o l ge l s y n t h e s i s o f M C M - 41

s i li c as a n d s e le c ti v e v a po r -p h as e m o di fi ca t io n o f t h ei r

s u rf a c e. J S o li d S t at e C h em 2 0 7: 1 94 20 2

S a vi u c C , M a ri n as I , G r um e ze s cu A M , B l eo t u C , C h ifi r iu c C ,

M i h a ie s c u D , L a z a r V ( 2 0 1 2 ) P h y t o c h em i c a l c o m p o s i ti o n

o f t he f en ne l f ru it s e ss en ti al o il a nd i ts i nfl ue nc e o n

p ro ka ry ot ic c el ls g ro wt h a nd p at ho ge ni c f ea tu re s.

B i o i nt e r f a ce R e s A p p l C h e m 2 : 3 0 0 3 0 5

S av iu c C , C ot ar A I, H ol ba n A M, B an u O , G ru me ze sc u A M,

C h i fir i u c M C ( 2 0 13 ) P h e no t y pi c a n d m o l ec u l ar e v a l ua t i on

of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus

v i r u l e n c e p a t t e r n s i n t h e p r e s e n c e o f s o m e e s s e n t i a l o i l s a n d

t h e i r m a j o r c o m p o u n d s . L e t t A p p l N a n o B i o S c i 2 : 9 1 9 6

T ac co ne ll i E , D e A ng el is G , C at al do M A, P oz zi E , C au da R

( 20 08 a) D oe s a n ti bi ot ic e xp os ur e i nc re a se t he r is k o f

methicillin-resistant Staphylococcus aureus ( M R SA ) i s o -

l at io n? A s ys te ma tic r ev ie w a nd m eta -a na ly sis .

J A n t i mi c r o b C h e m o t h e r 6 1 : 2 6 3 8

T ac co ne ll i E , D e A ng el is G , C at al do M A, P oz zi E , C au da R

( 2 00 8 b) D o es a n ti b io t ic e x po s ur e i n cr e a se t h e r i sk o f m e -

thicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)

i s ol a ti o n? A s y st e ma t ic r e v ie w a n d m e ta - an a ly s is . J A n -

t i m i cr o b C h e m ot h e r 6 1 ( 1 ) :2 6 3 8. d o i :10.1093/jac/dkm416

V o ic u G , G r um e ze s c u V , A n dr o ne s cu E , G r um e ze s cu A M , F i ca i

A , G hi tu li ca C D, G he or gh e I , C hi fir iu c M C ( 20 13 )

C a pr o la c ta m -s i li c a n e tw o r k, a s t ro n g p o te n ti a to r o f t h e

a n t i m i c r o b i a l a c t i v i t y o f k a n a m y c i n a g a i n s t G r a m - p o s i t i v ea n d G r am - ne g at i ve b a ct e ri a l s t ra i ns . I n t J P h ar m 4 4 6: 6 3 6 9

V o ic u G , A n gh e l A G , B a de a M , B o r d e i E , C r an t ea G , G a vr i la

R I , G r e c u A , J e rc a n D A M , N i co l ae B C , V o c h it o ai a G C ,

T ch in da K , H ol ba n A M, B le ot u C , G ru me ze sc u A M

( 2 01 4 ) S i li c a n e tw o rk i m pr o ve t h e e f f ec t o f fl u da r a bi n e

a nd p ac li ta xe l o n H CT 8 c e ll l in e. R om J M or ph ol E m-

b r y o l 5 5 : 5 45 5 5 1

X u W , R i ik o ne n J , L e ht o V - P ( 2 0 1 3 ) M e s o po r ou s s y st e ms f o rp o or l y s o lu b le d r ug s . I n t J P h ar m 4 5 3: 1 81 19 7

Y a n M , P a m p S J , F u k u y a m a J , H w a n g P H , C h o D Y , H o l m e s S ,

R e lm a n D A ( 2 01 3 ) N a sa l m i cr o en v ir o nm e nt s a n d i n te r -

s pe ci fic i nt er ac ti ons i nflu en ce na sa l m ic ro bio ta

c o m p le x i t y a n d S. aureus c a rr i ag e . C e ll H o st M i cr o be

14:631640

J N a no p ar t R e s ( 2 01 5 )1 7: 20 1 P ag e 1 3 o f 1 3 2 01

1 3

http://dx.doi.org/10.1093/jac/dkm416http://dx.doi.org/10.1093/jac/dkm416