Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 138-162.

Healthcare-associated infections have increased due to the development of antimicrobial resistance (AMR) of Gram-negative pathogens (GNPs) and the development of outbreaks over the past two decades in Egypt. In this work, it was investigated how exposure to positive electric pulses affects the growth characteristics of Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae), a common cause of pneumoniae. Therefore, this study examines the impact of using extremely low frequencies positive square pulsed electric fields (ELF- PEF) and square pulses of magnetic fields (ELF-PMF) separated and pulsed electric fields followed by square magnetic pulses on treatment K. Pneumoniae. The impact of exposure on bacterial antibiotic susceptibility and cellular morphological structure was examined. The results demonstrated that K. pneumoniae showed the strongest inhibitory impact when exposed to 0.8 Hz PEF & PMF for one hour, resulting in considerable suppression and enhanced susceptibility to antibiotics targeting DNA, proteins, β-lactamase enzymes, and cell wall production inhibitors. Furthermore, the findings from dielectric relaxation and TEM revealed alterations in molecular structure and morphology. The aforementioned results indicate that treating K. pneumoniae cells with PEF & PMF at the specified frequency influences the cellular activity and structure of the bacteria, suggesting that this method could be promising for further in vivo applications. It was demonstrated that the characteristics of non-thermal quantum-sensitive targets, influenced by 0.8 Hz of ELF PEF and PMF, exhibit frequency-dependent modulation effects on the growth and development of K. pneumoniae. This effect is understood through the alterations in the structure of the cell's bathing aqueous medium and the modulation of the collective dynamics of intracellular water.

لقد زادت العدوى المرتبطة بالرعاية الصحية بسبب تطور مقاومة الجراثيم السالبة الجرام (GNPs) للمضادات الميكروبات (AMR) وتفشي الأوبئة خلال العقدين الماضيين في مصر. في هذا العمل، بحثنا في كيفية تأثير التعرض للنوبات الكهربائية الإيجابية على خصائص نمو بكتيريا كليبسيلا الرئوية (K. pneumoniae) ، التي تعتبر السبب الشائع للالتهاب الرئوي.
لذلك، في هذه الدراسة تم فحص تأثير استخدام مجالات كهربائية مربعة موجبة النبضات بترددات منخفضة للغاية (ELF-PEF) ونبضات مربعة من الطاقة المغناطيسية (ELF-PMF) مفصولة ومجالات كهربائية نبضية تليها نبضات مغناطيسية مربعة على علاج الكليبسيلا الرئوية حيث يعمل علي تعطيل النبضات الكهربية الحيوية الناتجة أثناء انقسام الخلايا.و تم فحص تأثير التعرض على قابلية البكتيريا للمضادات الحيوية والبنية الشكلية الخلوية.
أظهرت النتائج أن التأثير الاقوي المثبط لنموالكليبسيلا الرئوية كان عند تعرضه لمجال كهربائي بتردد 0.8 هرتز لمدة ساعة واحدة، مما أدى إلى تثبيط كبير وزيادة في القابلية للمضادات الحيوية التي تستهدف الحمض النووي والبروتينات وإنزيمات البيتا لاكتاميز ومثبطات إنتاج جدار الخلية. علاوة على ذلك، كشفت النتائج من الاسترخاء العازل والتصوير المجهري الإلكتروني عن تغييرات في التركيب الجزيئي والشكل. تشير النتائج المذكورة أعلاه إلى أن معالجة بكتريا الكليبسيلا الرئوية باستخدام PEF عند التردد المحدد تؤثر على النشاط الخلوي وبنية البكتيريا، مما يوحي بأن هذه الطريقة قد تكون أكثر وعدًا من PMF وPEF متبوعًا بـ PMF للتطبيقات الحية المستقبلية.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.