Synthesis, physicochemical characteristic and the study of antimicrobial activity of titanium dioxide nanotubes.

Because of bacteria are getting resistance to antibiotics, it is necessary to find alternative method working against bacteria. Titanium dioxide nanotubes in anatase form prepared in paste, suspension or aerosol form, after using ultraviolet radiation for the short time, may be used as room, sanitation and laboratory sterilization material. The aim of presented paper was the scientific description of fast, economic and environmental friendly synthesis of titanium dioxide nanotubes in anatase form.In experimental way synthesis of TiO2 nanotubes in anatase form using hydrothermal method with microwaves was developed. The optimal conditions for synthesis with the highest efficient are: time of using microwaves: 6 hours, temperature : 110⁰C, microwave power: 300 W, calcination in 450⁰C. To confirm obtained forms used X- ray diffraction, Raman spectroscopy and transmission electron microscope. These techniques have proved obtaining suitable structure and polymorphic form of titanium dioxide nanotubes in crystalline anatase form. Antimicrobial activity was tested in vitro for Staphylococcus aureus strain. Obtained results confirmed well reduction of bacteria after using ultraviolet radiation. However, using titanium dioxide nanotubes activated by UV light was not lead to the effective reduction of tested Staphylococcus aureus strain.

Ze względu na nabywanie odporności przez bakterie na stosowane antybiotyki, konieczne jest poszukiwanie alternatywnych metod walki z tymi mikrobami. Nanorurki dwutlenku tytanu w formie anatazu, przygotowane w formie past, zawiesin czy aerozoli, po krótkim naświetleniu promieniowaniem ultrafioletowym mogłyby być stosowane w celu sterylizacji pomieszczeń oraz urządzeń sanitarnych i laboratoryjnych. Celem niniejszej pracy było opracowanie szybkiej, ekonomicznej i przyjaznej środowisku syntezy nanorurek dwutlenku tytanu w formie anatazu.Na drodze eksperymentalnej opracowano syntezę nanorurek TiO2 w formie anatazu metodą hydrotermalną z użyciem mikrofal. Optymalne warunki wydajnej syntezy to: czas zastosowania mikrofal 6 godzin, temperatura: 110⁰C, moc mikrofal: 300 W, kalcynacja w temperaturze 450⁰C. Dokonano wstępnej charakterystyki fizykochemicznej otrzymanych materiałów przy wykorzystaniu technik badawczych takich jak: dyfrakcja promieniowania rentgenowskiego, spektroskopia Ramana oraz transmisyjna mikroskopia elektronowa. Techniki te potwierdziły otrzymanie odpowiedniej struktury i odmiany polimorficznej dwutlenku tytanu tzn. nanorurek dwutlenku tytanu w formie krystalicznej anatazu. Wstępnie oceniono aktywność antybakteryjną nanorurek dwutlenku tytanu naświetlanych promieniowaniem UV wobec szczepu Staphylococcus aureus in vitro. Uzyskane wyniki potwierdziły skuteczną redukcję frakcji bakteryjnej po zastosowaniu promieniowania ultrafioletowego. Natomiast zastosowanie otrzymanych w prezentowanej pracy nanorurek TiO2 aktywowanych promieniowaniem UV nie doprowadziło do efektywnego obniżenia przeżywalności badanego szczepu bakterii Staphylococcus aureus.