Preparation of antimicrobial gels with plant extract and oils

Tato bakalářská práce byla zaměřena na studium antimikrobiálních vlastností přírodních extraktů a jejich následnou aplikací. Výzkum byl soustředěn na především na antioxidační a antimikrobiální aktivitu rostlinných extraktů a liposomových částic s jejich obsahem. Teoretická část práce byla zaměřena na tématiku přírodních antimikrobiálních a antioxidačních látek, problematika rezistence bakterií, a taktéž seznámení s použitými bylinami, charakteristika gelů a liposomů. V experimentální části práce byly charakterizovány tři typy extraktů (vodné, ethanolové a olejové), které byly připraveny z 10 různých rostlin. Stanoven byl obsah fenolických látek, flavonoidů a antioxidační i antimikrobiální aktivity. Následně byly ze všech extraktů připraveny liposomy, u nichž byla stanovena velikost, stabilita, enkapsulační účinnost, antioxidační a antimikrobiální aktivita. Distribuce velikostí byla široká, avšak z hlediska měřeného zeta potenciálu byla většina částic stabilních. Všechny připravené extrakty a liposomy s jejich obsahem byly testovány na jejich antimikrobiální aktivitu. Testy byly provedeny na grampozitivním kmeni Micrococcus luteus a gramnegativním kmeni bakterií Serratia marcescens. Proti oběma kmenům byly nejúčinnější olejové extrakty eukalyptu a jedle, také olejový extrakt hřebíčku, spolu s vodnými extrakty hořčičného semínka, hřebíčku a jalovce, nebo ethanolového extraktu anýzu vykazovaly vysokou antimikrobiální aktivitu. Na závěr byly extrakty a liposomové částice aplikovány do gelů, které mohou nalézt své využití ve farmaceutickém průmyslu, jako alternativa zevně využívaných antibiotik, nebo v průmyslu kosmetickém.This bachelor thesis was focused on studying antimicrobial effects of natural plant extracts and their subsequent application. The research was mainly focused on the antioxidant and antimicrobial activity of plant extracts and liposomal particles with their contents. Theoretical part of thesis was focused on the topic of natural antimicrobial and antioxidant substances, problems with bacterial resistance as well as describing features and attributes of used herbs, and characterization of gels and liposomes. Within the experimental part of thesis, three types of extracts (aquatic, ethanol and oil), prepared from 10 different types of plants, were described. The content of phenolic, flavonoid substances, also antioxidant and antimicrobial activity were then determined. After that, the contents of all extracts were encapsulated into liposomes, and size, stability, encapsulation activity, also antioxidant and antimicrobial activity of those liposomes were determined. The size distribution was wide, but in terms of the measured zeta potential, most of the particles were stable. All prepared extracts and liposomes containing them were tested for their antimicrobial activity. The tests were performed on a gram-positive genus of Micrococcus luteus and a gram-negative type of Serratia marcescens. The most effective oil extracts against both species were eucalyptus and fir, as well as oil extract of cloves, along with aqueous extracts of mustard seeds, cloves and juniper, or ethanol extract of anise which also has high antimicrobial effects. Finally, these extracts and liposomes were applied into the gels, which could be found useful in the pharmaceutical industry, as an alternative to externally used antibiotics, or in the cosmetic industry.