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Doctor of Philosophy / Department of Chemistry / Kenneth J. Klabunde / For solar environmental remediation, a new generation of nanosized (< 10 nm) titanium dioxide photocatalysts codoped with metals and nonmetals, or metals only were prepared by the xero-gel and aero-gel methods. For silver or cobalt-based xero-gel titanium dioxide photocatalysts, photoactivities tests revealed that codoping of titanium dioxide with a metal (1% Ag or 2% Co) and nonmetals (carbon and sulfur) is necessary to achieve high-activities for acetaldehyde degradation under visible light (wavelength > 420 nm). It was concluded that high visible-light-activities for acetaldehyde degradation over codoped titanium dioxide were attributed to an interplay of anatase crystallinity, high-surface area, reduced band-gap (< 3.0 eV), uniform dispersion of doped metal ions, and suppressed recombination rate of photogenerated electron-hole pairs. Moreover, the nature and amount of codoped metals play a significant role in visible-light-induced photocatalysis. Metals (Al, Ga, and In) doped/codoped titanium dioxide photocatalysts were prepared by the aero-gel method. The photocatalytic studies showed that activities of metal doped/codoped photocatalysts under UV light (wavelength < 400 nm) were found to be dependent on pollutants. Indium demonstrated beneficial effects in both textural and photocatalytic properties. Gallium and indium codoped titanium dioxide photocatalysts displayed even better performance in the CO oxidation reaction under UV light. Notably, titanium dioxide codoped with Ga, In, and Pt, exhibited unique photoactivities for the CO oxidation under both UV and visible light irradiation, indicating that this system could have promise for the water-gas shift reaction for hydrogen production. Silver-based nanostructured titanium dioxide samples were developed for killing human pathogens (Escherichia coli cells and Bacillus subtilis spores). Biocidal tests revealed that silver, carbon, and sulfur codoped titanium dioxide nanoparticles (< 10 nm) possess very strong antimicrobial actions on both E. coli (logarithmic kill > 8) and B. subtilis spores (logarithmic kill > 5) for 30 minute exposures in dark conditions compared with Degussa P25. It was believed that the carbon and sulfur codoped titanium dioxide support and Ag species acted synergistically during deactivation of both E. coli and B. subtilis spores. Thus, titanium dioxide codoped with silver, carbon, sulfur can serve as a multifunctional generic biocide and a visible- light-active photocatalyst.

Les rodenticides anticoagulants (RA) constituent le principal moyen de lutte contre les rongeurs. L'exposition aux RA du renard roux et l'impact des RA sur les populations de ce prédateur sont étudiés. En France, on distingue un contexte " biocide " (BCD) où les RA sont principalement utilisés près des bâtiments et un contexte " phytopharmaceutique " (PP) où la bromadiolone (un RA) est également utilisée en plein champs contre le campagnol terrestre. La contamination des rongeurs aux RA est mesurée : 5 RA sont détectés en contexte BCD alors que la bromadiolone est la molécule majoritaire en contexte PP ; les espèces de rongeurs non ciblées par les RA étant exposées dans les 2 contextes. L'exposition est maximale chez les espèces ciblées ou celles au mode de vie similaire. L'exposition du renard est évaluée par la mesure des résidus de RA dans des fèces collectées in situ. La bromadiolone est retrouvée dans 97 % des fèces positives et les RA sont plus retrouvés dans les fèces en cas de traitements PP. En contexte PP, le ratio de fèces positives augmente non linéairement avec la surface traitée dans un rayon d'1 km autour des fèces. L'impact des traitements PP sur les populations de renards est évalué (période 2003-2009, département du Doubs). Les indices d'abondance de renard mesurés sur une commune le printemps d'une année n diminuent avec l'augmentation des quantités d'appâts utilisées les années n-1 et n-2. Pendant la période suivie, la mise en place d'une lutte intégrée contre le campagnol terrestre s'est traduite par une diminution des quantités d'AR utilisées et donc par une diminution des impacts sur les populations de renards.

Les amibes appartenant au genre Acanthamoeba sont ubiquitaires et responsables de diverses infections, en particulier de kératite amibienne. Par ailleurs elles sont résistantes à de nombreux traitements de désinfection, aussi bien sous leur forme libre (trophozoite) que sous leur forme enkystée. La plupart des données d'efficacité disponibles ont évalué des biocides utilisés pour la désinfection de l'eau potable et/ou des lentilles de contact, mais peu de données sont disponibles concernant le traitement des surfaces ou des matériels médicaux. Ces amibes sont également capables de servir de réservoir à des bactéries pathogènes, notamment des nouvelles espèces de Chlamydia regroupées sous le terme " Chlamydia-like ". Il s'agit de bactéries découvertes récemment et potentiellement responsables d'infections respiratoires et d'avortements spontanés. Malgré leur importance, peu de données sont disponibles concernant la survie et la résistance aux biocides de ces bactéries. L'objectif de ce travail a été dans un premier temps d'évaluer la résistance des amibes aux traitements de désinfections, aussi bien pour les trophozoites que pour les kystes. Dans un second temps, nous avons étudié la survie et la résistance des Chlamydia-like à la désinfection, ainsi que leurs interactions avec les amibes et avec différentes lignées cellulaires ; Chlamydia trachomatis a servi de contrôle dans cette deuxième série d'expérimentations. Les méthodes de culture et d'enkystement des trophozoites ainsi que le choix des souches testées se sont avérés critiques pour l'évaluation des biocides. Certains traitements de désinfection généralement réputés efficaces contre la plupart des micro-organismes ont montré une efficacité limitée vis-à-vis des kystes amibiens ainsi que des trophozoites (glutaraldehyde). Les Chlamydia-like se sont avérées capables de survivre dans l'environnement pendant de longues périodes mais sont globalement sensibles aux désinfectants. Certaines de ces bactéries sont également capables de survivre dans les kystes d'amibes, ce qui peut leur conférer une résistance accrue vis-à-vis des biocides.

The aim of this work is the fungal contamination assessment on mortar painted with waterborne paint with and without biocide, this material is widely used in building. The identification of the commonest fungal species in this region and during one year and the biofilm gradual development was analysed and environment temperature, superficial temperature and humidity were also evaluated. Beyond the environment experiment, paper painted with 7 waterbonr paint were setting in controlled environment. The results showed that the main contaminants were Cladosporium sp. e Penicillium sp., that were settled on paint during all seasons. The others contaminants were: Alternaria sp., Aspergillus nigrum e A. aureum, Curvularia sp., Phoma sp. e Epicoccum nigrum and two fungal mycelia. In the environmental experiment, the best performance was paint 7, halb-brightness paint, commercially called first line. The controlled experiment showed that it needs a better development for its application, because it had a diverse results in relation to the field assay. / Este trabalho tem por objetivo o estudo da contaminação fúngica, tendo como substrato argamassa pintada com película seca de tinta latéx com e sem biocida, material amplamente utilizado no revertimento das paredes de residências e estabelecimentos comerciais. Procurouse identificar as espécies fúngicas mais comuns encontradas na região, como também a evolução do biofilme, e a incidência da microbiota fúngica em diversas épocas do ano. Foram identificadas as espécies de maior incidência na região em relação aos doze meses do ano, levando-se em consideração as temperaturas tanto ambientais como de superfície do substrato e a umidade relativa do ar. Além do experimento ambiental, foi empregado o ensaio acelerado utilizando-se papel pintado com os diversos tipos de tinta. Os resultados demonstraram que os principais contaminantes são Cladosporium sp. e Penicillium sp., estando esses fungos presentes nas quatro estações do ano. Os demais contaminantes, mas em menor proporção, são os fungos: Alternaria sp., Aspergillus nigrum e A. aureum, bem como os fungos Curvularia sp., Phoma sp. e Epicoccum nigrum, além de outros dois fungos que não apresentaram esporulação. No ensaio ambiental a tinta com melhor desempenho foi a tinta 7, semi-brilho, denominada comercialmente de primeira linha. O resultado do experimento acelerado demonstrou a necessidade de um melhor desenvolvimento do mesmo para sua aplicação, devido aos resultados diversos em relação ao ensaio de campo.

O Staphylococcus aureus é bactéria espécie não específica que, além de potencial patogenicidade, evoluiu em mecanismos de resistência a antimicrobianos. O S. aureus meticilina resistente (MRSA) antes restrito a infecções nosocomiais, dispersou-se na comunidade e nos animais de companhia e para produção de alimento. Na conduta para o controle da transmissão, além do uso de antibióticos, a ação sobre os agentes causais nas fontes de contaminação exige atenção, sendo decisiva e crítica a escolha de desinfetantes e antisépticos. A busca por recursos frente a agentes patogênicos resistentes a antimicrobianos convencionais e a demanda por insumos sanitários aplicáveis em modelos sustentáveis de produção agropecuária, motivam a investigação de extrações vegetais que apresentem atividade antibacteriana. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade bactericida de desinfetantes convencionais sobre isolados MRSA, testar a hipótese da possibilidade de resistência cruzada entre grupos químicos antibióticos (beta-lactâmicos) e desinfetantes e também avaliar a atividade bactericida de extrações das inflorescências de Achyrocline satureioides (Lam.) DC. (Asteraceae) (“macela”), planta medicinal, de uso popular e tradicional, nativa na região sul do Brasil, sobre os mesmos inóculos. A técnica de referência foi o “Teste de Suspensão na Avaliação Quantitativa da Atividade Bactericida de Desinfetantes e Antissépticos Químicos”. Nos testes com os desinfetantes hipoclorito de sódio (HS), iodofór (I) e quaternário de amônio (QAC - cloreto de cetil trimetilamônio), quatro concentrações de cada grupo químico foram confrontadas com 21 MRSA, em tempos de contato de cinco, 15 e 30 minutos e densidade populacional inicial dos inóculos de 107UFC/mL. Observou-se que os grupos químicos nas menores concentrações HS 25 ppm, I 12,5 ppm e QAC 125 ppm, apresentaram atividade bactericida frente a todos os isolados no menor tempo de contato. A proporção usada da A. satureioides foi de 5 g:100 mL de solvente e as densidades iniciais dos inóculos confrontados foram 107, 106 e 105 UFC/mL. A atividade da forma decocto foi verificada frente a 51 isolados MRSA, em tempos de contato de uma, oito e 24 h. Vinte e um deles também foram submetidos ao extrato hidroetanólico hidratado (EH), obtido de maceração hidroetanólica 70º GL, desalcoolizada e hidratada ao volume inicial, nos tempos de contato de cinco e 30 minutos e de uma até quatro horas. Por Cromatografia Liquida de Alta Eficiência (CLAE) foi confirmada, no acesso da planta, a presença dos marcadores fitoquímicos quercetina, luteolina e 3-Ometilquercetina. As extrações da A. satureioides apresentaram atividade antibacteriana frente a todos os isolados MRSA. O EH mostrou atividade de inativação em menor tempo. Tomando como exemplo a 1 h de contato, na maior densidade do inóculo, 19% dos isolados estavam inativados, enquanto que no decocto não foi observada inativação. Em 4 horas de contato com o EH 85,7% dos isolados, na maior densidade desafio, estavam inativados e 100% dos isolados sofreram redução da densidade populacional. O decocto demonstrou maior atividade bactericida entre 8h e 24 horas, inativando 100% dos isolados até as 24 h. Concluiu-se que, controlados os conhecidos fatores limitantes da atividade bactericida, o hipoclorito de sódio o iodofor e o quaternário de amônio são adequados para controlar os MRSA nas fontes de contaminação em ambientes de saúde humana ou nos de saúde e de produção animal. Para os isolados resistentes aos antibióticos beta-lactâmicos confrontados não foi observada relação de resistência com os desinfetantes. A atividade bactericida das soluções de Achyrocline satureioides frente aos isolados MRSA e ao microrganismo de referência Staphylococcus aureus ATCC 6538 sugere seu potencial uso, diretamente nas formas avaliadas ou em formulações, em procedimentos de higiene, tanto nas fontes de infecção de ambientes de saúde humana quanto nos de saúde e de produção animal. / The bacterium Staphylococcus aureus is a speciea not specific and potential pathogenicity, which has evolved mechanisms for antimicrobial resistance. S. aureus methicillin resistant (MRSA) once restricted to nosocomial infections, dispersed in the community and in companion animals and production. In order to control the transmission, besides the use of antibiotics, the action on the causative agents in the sources of contamination requires attention, being decisive and critical the choice of disinfectants and antiseptics. The search for resources against pathogens resistant to conventional antibiotics and the demand for health inputs applicable in sustainable agriculture production motivated the investigation of plant extractions that have antibacterial activity. The aim of this study was to evaluate the bactericidal activity of conventional disinfectants on MRSA isolates, testing the hypothesis of the possibility of cross-resistance between chemical groups antibiotics (beta-lactams) and disinfectants and also assess the bactericidal activity of extractions of inflorescences Achyrocline satureioides (Lam.) Dc. (Asteraceae) ("macela"), a medicinal plant with a popular and traditional use, native from southern Brazil on the same isolates. The reference technique was the "Suspension Test in Quantitative Evaluation of Bactericidal Activity of Chemical Disinfectants and Antiseptics." In tests with disinfectant sodium hypochlorite (HS), iodophor (I) and quaternary ammonium (QAC-cetyl trimethylammonium chloride), four concentrations of each chemical group were confronted with 21 MRSA on contact time of five, 15 and 30 minutes. The population density of the initial inoculum was 107UFC/mL. It was observed that the chemical groups at lower concentrations HS 25 ppm, and 12.5 ppm I 125 ppm QAC showed bactericidal activity against all isolates in less contact time. The proportion used of A. satureioides was 5 g: 100 mL of solvent and the initial densities of the inocula confronted were 107, 106 and 105 CFU / mL. The activity of decoction form was checked against 51 MRSA isolates, in times of a contact, eight and 24 h. Twenty-one of them also underwent hydroethanolic extract hydrate (EH) obtained by maceration hydroethanol 70 º GL, dealcoholised hydrated and the initial volume, the contact time of five and 30 minutes and one to four hours. By High performance liquid chromatography (HPLC) was confirmed in the access plan, the presence of markers phytochemicals quercetin, luteolin and 3-O-methylquercetin. The extractions of A. satureioides showed antibacterial activity against all MRSA isolates. The EH showed activity inactivation in less time. Taking as an example the 1 hr of contact, the greater density of the inoculum, 19% of the isolates were inactive, whereas the decoction did not show inactivation. In 4 hours of contact with the EH 85.7% of isolates in higher density challenge were inactivated and 100% of isolates reduced population density. The decoction showed greater bactericidal activity between 8 and 24 hours, inactivating 100% of isolates until 24 h. It was concluded that, controlling for known factors affecting the bactericidal activity, the sodium hypochlorite and quaternary ammonium iodophor are suitable for controlling MRSA in the sources of contamination in healthcare environments or in human health and animal production. For the isolates resistant to beta-lactam antibiotics confronted no relationship was observed resistance to disinfectants. The bactericidal activity of solutions Achyrocline satureioides against of MRSA isolates and reference microorganism Staphylococcus aureus ATCC 6538 suggests its potential use, directly into forms or formulations evaluated in hygiene procedures, both in the sources of infection in healthcare environments as in human health and animal production.

[pt] O uso de produtos biocidas de baixa eficiência ou que apresentem elevado caráter tóxico podem levar a sérias conseqüências em termos dos efeitos para a recuperação do petróleo e, também, relacionadas com aspectos de saúde ocupacional e de meio ambiente. Assim, foi desenvolvido um estudo para selecionar, dentre as bases ativas disponíveis no mercado, aquelas ativas biocidas com potencial de aplicação em sistemas de injeção de água do mar para recuperação secundária de petróleo. O estudo foi dividido em duas etapas: ensaios de laboratório em condições semi-estáticas de fluxo e ensaios de laboratório em condições dinâmicas de fluxo. Na etapa de avaliação das bases ativas sob condições semi-estáticas, foram selecionadas apenas as bases ativas sulfato de tetra-hidroximetilfosfônio (THPS) e o sal quaternário de amônio (QAT), cloreto de dialquil dimetil benzil amônio para os testes sob condições dinâmicas de fluxo devido à elevada eficiência e menor caráter tóxico. Os ensaios sob condições dinâmicas indicaram que, em presença de um biofilme maduro e com elevada contaminação por bactérias planctônicas, o tratamento com 10 ppm(v) do produto contendo o QAT, isoladamente, não foi suficiente para reduzir significativamente a contaminação no sistema. O tratamento com 150 ppm(v) do produto contendo a base ativa sulfato de THPS apresentou elevada eficiência para a inibição da concentração de bactérias planctônicas e eficiência regular para bactérias redutoras de sulfato mesófilas (m-BRS) aderidas aos corpos- de-prova (biofilme). O tratamento com ambos os produtos apresentou elevado efeito, tanto sobre os microrganismos planctônicos quanto os aderidos aos corpos- de-prova. / [en] The use of biocides products of low efficiency or that present high toxic character can take serious consequences in terms of the effects for the oil recovery and also, related with aspects of occupational health and environment. Thus, it was developed a study in order to select, among the available active bases in the market, the ones with potential of application in sea water injection systems for secondary oil recovery. The study was divided in two stages: laboratory assays in half-static conditions of flow and laboratory assays in dynamic conditions of flow. In the stage of active bases evaluation under half-static conditions, only the active base tetra(hydroxymethyl)phosphonium sulphate (THPS) and the ammonium quaternary salt (QAT), ammonium dimetil dialquil benzil chloride had been selected for the tests under dynamic conditions of flow due its high efficiency and low toxic character. The evaluation under dynamic conditions had indicated that in presence of a mature biofilm and with high planktonic bacteria contamination, m-SRB and GAnB, the treatment with only 10 ppm(v) of the product containing the QAT was not enough to reduce significantly the contamination in the system. The treatment with 150 ppm(v) of the product containing the active base THPS showed high efficiency for the inhibition of the planktonic bacteria concentration and regular efficiency for mesophilic sulphate-reducing bacteria (m-SRB) adhered to the coupon (biofilm). The treatment with both products presented high efficiency not only on the planktonic microorganisms but also the adhered ones to the coupon.

O Staphylococcus aureus é bactéria espécie não específica que, além de potencial patogenicidade, evoluiu em mecanismos de resistência a antimicrobianos. O S. aureus meticilina resistente (MRSA) antes restrito a infecções nosocomiais, dispersou-se na comunidade e nos animais de companhia e para produção de alimento. Na conduta para o controle da transmissão, além do uso de antibióticos, a ação sobre os agentes causais nas fontes de contaminação exige atenção, sendo decisiva e crítica a escolha de desinfetantes e antisépticos. A busca por recursos frente a agentes patogênicos resistentes a antimicrobianos convencionais e a demanda por insumos sanitários aplicáveis em modelos sustentáveis de produção agropecuária, motivam a investigação de extrações vegetais que apresentem atividade antibacteriana. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade bactericida de desinfetantes convencionais sobre isolados MRSA, testar a hipótese da possibilidade de resistência cruzada entre grupos químicos antibióticos (beta-lactâmicos) e desinfetantes e também avaliar a atividade bactericida de extrações das inflorescências de Achyrocline satureioides (Lam.) DC. (Asteraceae) (“macela”), planta medicinal, de uso popular e tradicional, nativa na região sul do Brasil, sobre os mesmos inóculos. A técnica de referência foi o “Teste de Suspensão na Avaliação Quantitativa da Atividade Bactericida de Desinfetantes e Antissépticos Químicos”. Nos testes com os desinfetantes hipoclorito de sódio (HS), iodofór (I) e quaternário de amônio (QAC - cloreto de cetil trimetilamônio), quatro concentrações de cada grupo químico foram confrontadas com 21 MRSA, em tempos de contato de cinco, 15 e 30 minutos e densidade populacional inicial dos inóculos de 107UFC/mL. Observou-se que os grupos químicos nas menores concentrações HS 25 ppm, I 12,5 ppm e QAC 125 ppm, apresentaram atividade bactericida frente a todos os isolados no menor tempo de contato. A proporção usada da A. satureioides foi de 5 g:100 mL de solvente e as densidades iniciais dos inóculos confrontados foram 107, 106 e 105 UFC/mL. A atividade da forma decocto foi verificada frente a 51 isolados MRSA, em tempos de contato de uma, oito e 24 h. Vinte e um deles também foram submetidos ao extrato hidroetanólico hidratado (EH), obtido de maceração hidroetanólica 70º GL, desalcoolizada e hidratada ao volume inicial, nos tempos de contato de cinco e 30 minutos e de uma até quatro horas. Por Cromatografia Liquida de Alta Eficiência (CLAE) foi confirmada, no acesso da planta, a presença dos marcadores fitoquímicos quercetina, luteolina e 3-Ometilquercetina. As extrações da A. satureioides apresentaram atividade antibacteriana frente a todos os isolados MRSA. O EH mostrou atividade de inativação em menor tempo. Tomando como exemplo a 1 h de contato, na maior densidade do inóculo, 19% dos isolados estavam inativados, enquanto que no decocto não foi observada inativação. Em 4 horas de contato com o EH 85,7% dos isolados, na maior densidade desafio, estavam inativados e 100% dos isolados sofreram redução da densidade populacional. O decocto demonstrou maior atividade bactericida entre 8h e 24 horas, inativando 100% dos isolados até as 24 h. Concluiu-se que, controlados os conhecidos fatores limitantes da atividade bactericida, o hipoclorito de sódio o iodofor e o quaternário de amônio são adequados para controlar os MRSA nas fontes de contaminação em ambientes de saúde humana ou nos de saúde e de produção animal. Para os isolados resistentes aos antibióticos beta-lactâmicos confrontados não foi observada relação de resistência com os desinfetantes. A atividade bactericida das soluções de Achyrocline satureioides frente aos isolados MRSA e ao microrganismo de referência Staphylococcus aureus ATCC 6538 sugere seu potencial uso, diretamente nas formas avaliadas ou em formulações, em procedimentos de higiene, tanto nas fontes de infecção de ambientes de saúde humana quanto nos de saúde e de produção animal. / The bacterium Staphylococcus aureus is a speciea not specific and potential pathogenicity, which has evolved mechanisms for antimicrobial resistance. S. aureus methicillin resistant (MRSA) once restricted to nosocomial infections, dispersed in the community and in companion animals and production. In order to control the transmission, besides the use of antibiotics, the action on the causative agents in the sources of contamination requires attention, being decisive and critical the choice of disinfectants and antiseptics. The search for resources against pathogens resistant to conventional antibiotics and the demand for health inputs applicable in sustainable agriculture production motivated the investigation of plant extractions that have antibacterial activity. The aim of this study was to evaluate the bactericidal activity of conventional disinfectants on MRSA isolates, testing the hypothesis of the possibility of cross-resistance between chemical groups antibiotics (beta-lactams) and disinfectants and also assess the bactericidal activity of extractions of inflorescences Achyrocline satureioides (Lam.) Dc. (Asteraceae) ("macela"), a medicinal plant with a popular and traditional use, native from southern Brazil on the same isolates. The reference technique was the "Suspension Test in Quantitative Evaluation of Bactericidal Activity of Chemical Disinfectants and Antiseptics." In tests with disinfectant sodium hypochlorite (HS), iodophor (I) and quaternary ammonium (QAC-cetyl trimethylammonium chloride), four concentrations of each chemical group were confronted with 21 MRSA on contact time of five, 15 and 30 minutes. The population density of the initial inoculum was 107UFC/mL. It was observed that the chemical groups at lower concentrations HS 25 ppm, and 12.5 ppm I 125 ppm QAC showed bactericidal activity against all isolates in less contact time. The proportion used of A. satureioides was 5 g: 100 mL of solvent and the initial densities of the inocula confronted were 107, 106 and 105 CFU / mL. The activity of decoction form was checked against 51 MRSA isolates, in times of a contact, eight and 24 h. Twenty-one of them also underwent hydroethanolic extract hydrate (EH) obtained by maceration hydroethanol 70 º GL, dealcoholised hydrated and the initial volume, the contact time of five and 30 minutes and one to four hours. By High performance liquid chromatography (HPLC) was confirmed in the access plan, the presence of markers phytochemicals quercetin, luteolin and 3-O-methylquercetin. The extractions of A. satureioides showed antibacterial activity against all MRSA isolates. The EH showed activity inactivation in less time. Taking as an example the 1 hr of contact, the greater density of the inoculum, 19% of the isolates were inactive, whereas the decoction did not show inactivation. In 4 hours of contact with the EH 85.7% of isolates in higher density challenge were inactivated and 100% of isolates reduced population density. The decoction showed greater bactericidal activity between 8 and 24 hours, inactivating 100% of isolates until 24 h. It was concluded that, controlling for known factors affecting the bactericidal activity, the sodium hypochlorite and quaternary ammonium iodophor are suitable for controlling MRSA in the sources of contamination in healthcare environments or in human health and animal production. For the isolates resistant to beta-lactam antibiotics confronted no relationship was observed resistance to disinfectants. The bactericidal activity of solutions Achyrocline satureioides against of MRSA isolates and reference microorganism Staphylococcus aureus ATCC 6538 suggests its potential use, directly into forms or formulations evaluated in hygiene procedures, both in the sources of infection in healthcare environments as in human health and animal production.

O Staphylococcus aureus é bactéria espécie não específica que, além de potencial patogenicidade, evoluiu em mecanismos de resistência a antimicrobianos. O S. aureus meticilina resistente (MRSA) antes restrito a infecções nosocomiais, dispersou-se na comunidade e nos animais de companhia e para produção de alimento. Na conduta para o controle da transmissão, além do uso de antibióticos, a ação sobre os agentes causais nas fontes de contaminação exige atenção, sendo decisiva e crítica a escolha de desinfetantes e antisépticos. A busca por recursos frente a agentes patogênicos resistentes a antimicrobianos convencionais e a demanda por insumos sanitários aplicáveis em modelos sustentáveis de produção agropecuária, motivam a investigação de extrações vegetais que apresentem atividade antibacteriana. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade bactericida de desinfetantes convencionais sobre isolados MRSA, testar a hipótese da possibilidade de resistência cruzada entre grupos químicos antibióticos (beta-lactâmicos) e desinfetantes e também avaliar a atividade bactericida de extrações das inflorescências de Achyrocline satureioides (Lam.) DC. (Asteraceae) (“macela”), planta medicinal, de uso popular e tradicional, nativa na região sul do Brasil, sobre os mesmos inóculos. A técnica de referência foi o “Teste de Suspensão na Avaliação Quantitativa da Atividade Bactericida de Desinfetantes e Antissépticos Químicos”. Nos testes com os desinfetantes hipoclorito de sódio (HS), iodofór (I) e quaternário de amônio (QAC - cloreto de cetil trimetilamônio), quatro concentrações de cada grupo químico foram confrontadas com 21 MRSA, em tempos de contato de cinco, 15 e 30 minutos e densidade populacional inicial dos inóculos de 107UFC/mL. Observou-se que os grupos químicos nas menores concentrações HS 25 ppm, I 12,5 ppm e QAC 125 ppm, apresentaram atividade bactericida frente a todos os isolados no menor tempo de contato. A proporção usada da A. satureioides foi de 5 g:100 mL de solvente e as densidades iniciais dos inóculos confrontados foram 107, 106 e 105 UFC/mL. A atividade da forma decocto foi verificada frente a 51 isolados MRSA, em tempos de contato de uma, oito e 24 h. Vinte e um deles também foram submetidos ao extrato hidroetanólico hidratado (EH), obtido de maceração hidroetanólica 70º GL, desalcoolizada e hidratada ao volume inicial, nos tempos de contato de cinco e 30 minutos e de uma até quatro horas. Por Cromatografia Liquida de Alta Eficiência (CLAE) foi confirmada, no acesso da planta, a presença dos marcadores fitoquímicos quercetina, luteolina e 3-Ometilquercetina. As extrações da A. satureioides apresentaram atividade antibacteriana frente a todos os isolados MRSA. O EH mostrou atividade de inativação em menor tempo. Tomando como exemplo a 1 h de contato, na maior densidade do inóculo, 19% dos isolados estavam inativados, enquanto que no decocto não foi observada inativação. Em 4 horas de contato com o EH 85,7% dos isolados, na maior densidade desafio, estavam inativados e 100% dos isolados sofreram redução da densidade populacional. O decocto demonstrou maior atividade bactericida entre 8h e 24 horas, inativando 100% dos isolados até as 24 h. Concluiu-se que, controlados os conhecidos fatores limitantes da atividade bactericida, o hipoclorito de sódio o iodofor e o quaternário de amônio são adequados para controlar os MRSA nas fontes de contaminação em ambientes de saúde humana ou nos de saúde e de produção animal. Para os isolados resistentes aos antibióticos beta-lactâmicos confrontados não foi observada relação de resistência com os desinfetantes. A atividade bactericida das soluções de Achyrocline satureioides frente aos isolados MRSA e ao microrganismo de referência Staphylococcus aureus ATCC 6538 sugere seu potencial uso, diretamente nas formas avaliadas ou em formulações, em procedimentos de higiene, tanto nas fontes de infecção de ambientes de saúde humana quanto nos de saúde e de produção animal. / The bacterium Staphylococcus aureus is a speciea not specific and potential pathogenicity, which has evolved mechanisms for antimicrobial resistance. S. aureus methicillin resistant (MRSA) once restricted to nosocomial infections, dispersed in the community and in companion animals and production. In order to control the transmission, besides the use of antibiotics, the action on the causative agents in the sources of contamination requires attention, being decisive and critical the choice of disinfectants and antiseptics. The search for resources against pathogens resistant to conventional antibiotics and the demand for health inputs applicable in sustainable agriculture production motivated the investigation of plant extractions that have antibacterial activity. The aim of this study was to evaluate the bactericidal activity of conventional disinfectants on MRSA isolates, testing the hypothesis of the possibility of cross-resistance between chemical groups antibiotics (beta-lactams) and disinfectants and also assess the bactericidal activity of extractions of inflorescences Achyrocline satureioides (Lam.) Dc. (Asteraceae) ("macela"), a medicinal plant with a popular and traditional use, native from southern Brazil on the same isolates. The reference technique was the "Suspension Test in Quantitative Evaluation of Bactericidal Activity of Chemical Disinfectants and Antiseptics." In tests with disinfectant sodium hypochlorite (HS), iodophor (I) and quaternary ammonium (QAC-cetyl trimethylammonium chloride), four concentrations of each chemical group were confronted with 21 MRSA on contact time of five, 15 and 30 minutes. The population density of the initial inoculum was 107UFC/mL. It was observed that the chemical groups at lower concentrations HS 25 ppm, and 12.5 ppm I 125 ppm QAC showed bactericidal activity against all isolates in less contact time. The proportion used of A. satureioides was 5 g: 100 mL of solvent and the initial densities of the inocula confronted were 107, 106 and 105 CFU / mL. The activity of decoction form was checked against 51 MRSA isolates, in times of a contact, eight and 24 h. Twenty-one of them also underwent hydroethanolic extract hydrate (EH) obtained by maceration hydroethanol 70 º GL, dealcoholised hydrated and the initial volume, the contact time of five and 30 minutes and one to four hours. By High performance liquid chromatography (HPLC) was confirmed in the access plan, the presence of markers phytochemicals quercetin, luteolin and 3-O-methylquercetin. The extractions of A. satureioides showed antibacterial activity against all MRSA isolates. The EH showed activity inactivation in less time. Taking as an example the 1 hr of contact, the greater density of the inoculum, 19% of the isolates were inactive, whereas the decoction did not show inactivation. In 4 hours of contact with the EH 85.7% of isolates in higher density challenge were inactivated and 100% of isolates reduced population density. The decoction showed greater bactericidal activity between 8 and 24 hours, inactivating 100% of isolates until 24 h. It was concluded that, controlling for known factors affecting the bactericidal activity, the sodium hypochlorite and quaternary ammonium iodophor are suitable for controlling MRSA in the sources of contamination in healthcare environments or in human health and animal production. For the isolates resistant to beta-lactam antibiotics confronted no relationship was observed resistance to disinfectants. The bactericidal activity of solutions Achyrocline satureioides against of MRSA isolates and reference microorganism Staphylococcus aureus ATCC 6538 suggests its potential use, directly into forms or formulations evaluated in hygiene procedures, both in the sources of infection in healthcare environments as in human health and animal production.

Orientadoesr: Angela Maria Moraes, Silvia Yuko Eguchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T08:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucchesi_ElianeGama_M.pdf: 1203175 bytes, checksum: 28d918ad922300d0066ef3f03d052bdd (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Biofilme microbiano é definido como uma associação de células microbianas, fixadas a superfícies, bióticas ou abióticas, envolta por uma complexa matriz extracelular de substâncias poliméricas. Os biofilmes representam mais de 90% dos contaminantes existentes em sistemas aquosos, industriais, clínicos e ambientais. A resistência de microrganismos em biofilmes (sésseis) a biocidas é muito maior que a resistência de células livres (planctônicas), quando se compara seus antibiogramas. A rápida e correta avaliação do efeito de agentes antimicrobianos sobre os microrganismos sésseis é muito importante para a adequada seleção das ações corretivas a serem aplicadas em sistemas industriais contaminados. Atualmente, o sistema in vitro mais indicado para gerar, quantificar e erradicar biofilmes é o dispositivo MBECTM, de alto custo, desenvolvido por pesquisadores canadenses. O presente estudo visou o desenvolvimento de um sistema alternativo que fornecesse resultados análogos ao MBECTM, empregando esferas de vidro como suporte para o crescimento de biofilmes ao invés de placas de poliestíreno. Em amostras de três segmentos industriais diferentes (óleo de corte usado na usinagem de metais, amaciante ,. de roupas e caldo de cana) contaminados com microrganismos formadores de biofilmes, foram testadas sete formulações de biocidas em diversas concentrações, tanto no sistema desenvolvido quanto no dispositivo MBECTM. Os biocidas utilizados foram fomecidos pela IPEL Itibanyl Produtos Especiais Ltda, formulados com os seguintes princípios ativos: 2-bromo-2nitropropano-1 ,3-diol (BNP-115); 2-n-octíl-4isotiazolin-3-ona, 2-tiocianometiltiobenzotiazol, dimetílolurea, 5-cloro-2 metil-4isotiazolin-3-ona, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (FBP-124); 2-n-octil-4 isotiazolin-3-ona, dimetilolurea, 1,2-benzisotiazolin-3-ona (FBP-128); sódio-2-piridinatiol-n-óxido (FBP-140); hexahidro-1,3,5-tris(2-hidroxietil) s-triazina (BP-180); 2-bromo-2nitropropano-1,3-diol, 5cloJo-2metíl-4-isotiazolin-3-ona, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona (BP-509);e 2-n-octil-4isotiazolin-3-ona, dimethylolurea, 3-iodo-2-propinil butil carbamato (FBP-417). A concentração inibitória mínima. (MIe) dos biocidas e suas concentrações mínimas de morte (CMM) foram determinadas para as bactérias planctônicas do fluido de corte, e a melhor relação custo/benefício foi observada para o biocida BNP-11,5, que apresentou MIC e CMM de 0,014% (v/v). Quanto às células sésseis, formadas em ambos os dispositivos utilizando-se fluido de corte contaminado como inóculo, o biocida de melhor relação custo/benefício foi o BP180. Nos ensaios com amaciante de roupas e caldo de cana, as melhores relações custo/benefício foram verificadas para os biocidas BNP-115, BP-180 e BP-509. A maturidade do biofilme foi muito importante para avaliar a eficácia dos biocidas. Verificou-se, durante o desenvolvimento. do trabalho, que para a concentração de erradicação (CE) do biofílme formado no dispositivo MBECTM ser semelhante às concentrações determinadas nas esferas de vidro, houve a necessidade de um periodo de incubação maior (72 horas) no MBECTM do que no sistema de esferas (48 horas). Os valores de CE determinados para o dispositivo MBEC TM, com 48 horas e 72 horas de incubação foram, respectivamente, 12 vezes maior que a concentração tradicional recomendada e de 30 a 125 vezes tal concentração, dependendo do biocida testado. Estes resultados evidenciaram que a maturidade do biofilme formado a partir do óleo de corte contaminado é atingida mais rapidarTIente no sistema de esferas de vidro do que no dispositivo MBEC TM, mostrando que é possível gerar um biofilme representativo da contaminação industrial em 48 horas no sistema alternativo desenvolvido, agilizando as ações corretivas e evitando ou minimizando principalmente os custos com o descarte das emulsões / Abstract: A microbial biofilm is defined as an association of microbial cells adhered to surfaces, biotic or abiotic, wrapped up in a complex extracellular polymeric matrix. Biofilms represent more than 90% of the existent contaminants in aqueous, industrial, and clinical systems, as well as in the environment. The resistance to biocides of microorganisms in biofilms (sessile cells) is much larger than that observed for cells in suspension (planktonic) when their antibiograms are compared. The fast and correct evaluation of the effect of antimicrobial agents on sessile microorganisms is very important for the appropriate selection of the corrective adions to be applied in contaminated industrial systems. Nowadays, the most indicated system to generate, quantify and eradicate biofilms is the MBECTM device, developed by Canadian researchers. The present study seeked the development of an altemative system to supply results similar to those obtained with the MBEC TM device, employing glass spheres as a support for biofilm growth instead of polystyrene plates. In samples of three different industrial segments (metal working cutting fluid, liquid fabric softener and sugar cane extract), seven commercial biocide formulations were tested in several concentrations, on "'rboth the developed system using glass spheres as support, and on the MBECTM device. The biocides employed were provided by IPEL ltibanyl Produtos Especiais Ltda, and were formulated with the following active agents: 2-brome-2nitropropane-1,3-diol (BNP-115); 2-n-octil-4isotiazolin-3-0ne, 2-tiocianometiltiobenzotiazol, dimethyilolurea, 5cloro-2metil-4-isotiazolin-3-one, 2-metil-4-isotiazolin-3-one (FBP-124); 2-n-octil-4 isotiazolin-3-0ne, dimethylolurea, 1,2-benzisotiazolin-3-0ne (FBP-128); sodium-2piridinatiol-n-oxide (FBP-140); hexahidro-1,3,5-tris(2-hidroxietil) s-triazine (BP-180); 2brome-2nitropropane-1 ,3-diol, 5-cloro-2metil-4-isotiazolin-3-one, 2-metil-4-isotiazolin-3-0ne (BP-509);e 2-n-octil-4-isotiazolin-3-0ne, dimethylolurea, 3-iodo-2-propinil butil carbamate (FBP-417). . The minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum concentration of death (CMM) of the different biocides were determined for the cutting fluid planktonic bacteria and the best costlbenefit ratio was observed for BNP-115 biocide, which presented MIC and CMM values equal to 0,014% (v/v). Referring to sessile cells formed on both systems, when the contaminated cutting fluid was used as inoculum, the biocide presenting the best costlbenefit ratio was BP-180. In the tests with liquid fabric softener and sugar cane extract, the best costlbenefit ratios were verified when using BNP-115, BP-180 and BP-509 biocides. The maturity of the biofilm was very important to evaluate the effectiveness of the biocides. It was verified, during the development of the work, that for the eradication concentration (CE) of the biofilm formed in the MBEC TM device to be similar to the concentrations determined in the glass spheres, a larger incubation period was required (72 hours) in MBECTM than in the system constituted of spheres (48 hours). The determined values of CE using the MBECTM device, after incubation periods of 48 hours and 72 hours, were, respedively, 12 times higher than the traditional recommended concentration and from 30 to 125 times such concentration, depending on the tested biocide. These results evidenced that the biofilm formed trom the cutting oil reached its maturity more quickly in the glass spheres system than in the MBEC TM device, showing that it is possible to generate a representative biofilm starting from an industrial contaminated sample in 48 hours in the developed system, accelerating the proper corrective actions and avoiding or minimizing mainly the costs related to emulsion disposal / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química