УДК 616-001.4:546.57:615.281.9:678.046.3
Г. І. Корчак, О. В. Сурмашева, Л. І. Романенко, Н. О. Ніконова, А. К. Горваль
ДУ «Інститут громадського здоров’я імені О. М. Марзєєва НАМН України», Київ
АНТИМІКРОБНА ДІЯ КОМПОЗИТА НА ОСНОВІ НАНОСРІБЛА ТА МІНЕРАЛУ НА ЗБУДНИКІВ ХІРУРГІЧНИХ ІНФЕКЦІЙ
Мета роботи — вивчити антимікробну активність композита, створеного на основі наносрібла та мінералу, щодо збудни- ків хірургічних інфекцій та його відповідність вимогам до застосування в медицині.
Матеріали і методи. Досліджували композит на основі препарату каоліну «Кремневіт» і наночастинок срібла (НЧ Ag). Розмір і форму НЧ Ag та частинок каоліну визначали на трансмісійному електронному мікроскопі, стабільність водних суспензій композита — на спектрометрі Zeta Sizer-3, концентрацію срібла — методом атомно-емісійної спектроскопії. Антимікробну активність визначали щодо E. coli, P. аeruginosa, S. aureus і C. аlbicans. Імітацію органічного забруднення проводили 0,3 % бичачим сироватковим альбуміном. Час спостереження: 2, 4, 6, 24, 48 год та 7 діб.
Результати та обговорення. Розмір наночастинок «Кремневіту» — від 60 до 140 нм, що дозволяє віднести препарат до при- родного нанооб’єкта. Електронно-мікроскопічне зображення НЧ Ag, адсорбованих на частинках «Кремневіту», — сферич- ної форми та розмірами від 14 до 61 нм. Бактерицидна концентрація НЧ Ag для E. coli становила 0,07 мкг/мл, для
P. аeruginosa — 0,07 мкг/мл, для C. аlbicans — 0,017 мкг/мл, для S. аureus — 0,27 мкг/мл. Білкове навантаження призводило до підвищення мінімальної діючої концентрації препарату від 2 до 10 разів.
Висновки. Висока антимікробна активність композита з НЧ Ag, стабільність отриманої структури, лікувальні властивості каоліну і срібла дають підставу рекомендувати подальше вивчення властивостей композита для створення профілактичних і лікувальних засобів для зовнішнього та внутрішнього застосування в медицині, біології та різних галузях промисловості.
Ключові слова: наночастинки срібла, каолін (біла глина), «Кремневіт», антимікробна дія, фізичні властивості.
У зв’язку зі стрімким ростом антибіотикорезис- тентності мікроорганізмів значно почастішали випадки інфекції хірургічних ран, слизових обо- лонок та шкіри. Так, за міжнародними даними, частота інфікування ран лише у хворих хірургічно- го профілю у зарубіжних клініках становить у середньому 10—12 на 100 операцій і не може бути нижче ніж 4—5 випадків на таку саму кількість операцій. Тому пошук нових ефективних засобів з антимікробною дією, зокрема у сфері нанобіотех- нологій, — це один із найважливіших напрямів у сучасній медицині. Досягнення останніх десяти- літь у галузі нанобіотехнологій дали змогу отрима- ти чисті наночастинки (НЧ) багатьох металів [6]. У медицині найбільш поширено вивчення дії НЧ срібла (НЧ Ag), що пояснюється їх високою анти- мікробною активністю та значним уповільненням утворення стійкості мікроорганізмів до срібла [12].
Актуальним є створення модифікацій НЧ з різ- ними сполуками, які ідентифікують як компози- ти. При створенні композитів НЧ Ag посідають одне з провідних місць. З часом до складу нано- композитів стали залучати дедалі більше різнови- дів сполук, найбільш перспективні з них — міне- рали [7, 17, 18].
Бактерицидна дія наносрібла в мінеральному композиті сприяє швидкому подоланню інфекцій- ного процесу. Водночас сорбційні якості мінералів (каолін, цеоліт, монтморилоніт тощо) забезпечують видалення токсичних продуктів деградації тканин, мікробних клітин, ексудатів. Обмінні властивості мінералів сприяють оптимізації йонного складу міжклітинної рідини в рані, постачанню мікро- та макроелементів. Це пришвидшує заживлення рани і свідчить про перевагу композитів з мінера- лами [1].
© Г. І. Корчак, О. В. Сурмашева, Л. І. Романенко, Н. О. Ніконова, А. К. Горваль, 2016
Стаття надійшла до редакції 28 жовтня 2016 р.
Розглядають як природний нанооб’єкт. Викорис-товують високодисперсні фракції глин, до яких належить відомий препарат «Кремневіт». Останній має перевагу серед інших завдяки відсутності слюди та кварцу, гранулометричному складу, високій адсорбції мікроорганізмів, відсутності застережень до застосування та внесений до переліку дозволених препаратів фармакопеями багатьох країн . Однак біла глина не має бактерицидної активності, тому Міжнародному центру електронно-променевих технологій при Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона нами було запропоновано створити композит з НЧ Ag на основі препарату «Кремневіт».
Технологію електронно-променевого випарювання металів у вакуумі з послідовним осаджен- ням отриманих наночастинок парової фази на різні сполуки з успіхом застосовують при отри- манні покриттів з наночастинками. Останнім часом великого практичного значення набули подібні композиції, які складаються з різнорідних структурних елементів зі слабкою взаємодією [8].
Мета роботи — вивчити антимікробну актив- ність композита, створеного на основі наносрібла та мінералу, щодо збудників хірургічних інфекцій та його відповідність вимогам до застосування в медицині.
Матеріали і Методи
НЧ Ag отримували нагріванням металевого срі- бла шляхом високодисперсного випарювання у вакуумі електронним променем, генерованим електронно-променевою гарматою, з наступним фізичним осадженням парової фази на підкладку, в цьому випадку — з препарату білої глини «Кремневіт» . Попередньо було виконано дослідження відповідними методами деяких властивостей препарату «Кремневіт», а саме його гранулометричного, фазового складу та адсорбційної актив- ності щодо мікроорганізмів .
Додатково в Інституті фізичної хімії ім. Л. В. Пи- саржевського НАН України вивчено фізико-хіміч- ні параметри «Кремневіту» порівняно з фармацевтичною білою глиною (ФБГ): питома поверхня зразків методом термодесорбції за азотом; кислот- ність зразків за термопрограмованою десорбцією аміаку; а також структурні характеристики: сумар- ний об’єм та розмір пор за адсорбцією води.
Дослідження фізичних параметрів отриманого композита виконували на трансмісійному електро- нному мікроскопі JOEL JEM-100C для визначення розмірів наночастинок та їх форми. Результати наведено у вигляді фотографій мікроструктур (електронно-мікроскопічні дослідження виконано за сприяння Міжнародного центру електронно- променевих технологій при Інституті електрозва- рювання ім. Є. О. Патона НАН України).
Важливою характеристикою будь-якого пре- парату з НЧ є визначення його стабільності, тому в ДУ «Інститут медицини праці НАМН України» попередньо було виконано дослідження стабільності водневих 0,1 та 0,01 % суспензій композита, яку реєстрували методом лазерної кореляційної спектрометрії на спектрометрі Zeta Sizer-3. Кон- центрацію срібла визначали методом атомно-емі- сійної спектрометрії з індуктивно-зв’язаною плаз- мою на приладі Optima 2 100 DV (Perkin Elmer, США).
Антимікробну активність зразків композита щодо збудників хірургічних інфекцій (E. coli ATCC 873, P. aeruginosa ATCC 9027, S. aureus ATCC 6538,C. albicans ATCC 1023) досліджували суспензійним методом. Зі всіх зразків готували вихідний 0,1 % розчин композита, в якому концентрація НЧ Ag дорівнювала 271 мкг/мл. Отриманий зразок обро- бляли ультразвуком. Проводили послідовне розбавлення вихідного розчину дистильованою водою. Попередньо зроблені розбавлення на фос- фатному буфері були забраковані, оскільки срібло вступало в реакцію з фосфатами, що призводило до утворення осаду.
Одночасно готували зразки з імітацією органіч- ного забруднення за рахунок 0,3 % бичачого сиро- ваткового альбуміну (БСА). В отримані розбав- лення композита вносили суспензію зазначених мікроорганізмів у кількості 106 КУО/мл, струшува- ли на змішувачі Vortex та залишали для контакту на 2, 4, 6, 24, 48 год та 7 діб за температури 22 °С, після чого по 0,1 мл висівали у трьох послідовнос- тях на чашки Петрі з відповідними живильними середовищами. Посіви інкубували протягом 18—72 год за температури 22—36 °С. Підраховува- ли колонії, які виросли на середовищах, та визна- чали бактерицидну дію розбавлень композита. За бактерицидну дію приймали редукцію мікроорга- нізмів 5,0 lg. Аналогічно контролювали кількість мікроорганізмів, яку вносили в досліджувані зраз- ки (контроль культури).
Результати та обговорення
Після отримання композита «Кремневіт» + НЧ Ag виконано електронно-мікроскопічні дослідження препарату «Кремневіт» та композита. Зображення частинок «Кремневіту» наведено на рис. 1. Розмір НЧ від 60 до 140 нм дає підставу віднести препарат до природного нанооб’єкта.
Електронно-мікроскопічне зображення НЧ Ag, адсорбованих на частинках «Кремневіту», наведе- но на рис. 2. Форма НЧ сферична. За даними літе- ратури, частинки такої форми чинять найменш токсичну дію на клітини теплокровних. Крім того, частинки такої форми розміром понад 10 нм не вважаються шкідливими для організму [14, 16].
Середній розмір НЧ Ag при використанні зазначеної технології залежить від тривалості про- цесу їх отримання. За 3 хв експозиції розмір части- нок зазвичай дорівнює 25 нм, при збільшенні часу до 10 хв спостерігається збільшення розміру частинок до 50—60 нм . У нашому випадку час екс- позиції становив 10 хв.
З огляду на здатність НЧ до агрегації у водних та інших розчинах, проведено визначення фактичних розмірів та стабільності структури у водній суспензії частинок «Кремневіту» з адсорбованими на них НЧ Ag. Детально результати цих досліджень викладено в попередній публікації [11]. Отримано докази наяв- ності стабільної структури: НЧ Ag міцно утримують- ся частинками глини і зберігаються в надосадовій рідині до 50 днів спостереження (кінцевий строк), тобто композит не потребує додаткової стабілізації, що вкрай важливо для збереження антимікробної активності. Підставою для такого твердження є фізична структура каоліну. Основним компонентом
«Кремневіту» є кристали каолініту, які складаються з двох шарів різних видів накладання та мають два типи заряду — позитивний і негативний.
Мінеральний адсорбент для медичних цілей, зокрема «Кремневіт», який є важливою складовою композита, має відповідати низці вимог. Насампе- ред бути біологічно інертним, не містити токсич- них компонентів (радіонуклідів, солей важких металів, мікроорганізмів вище за допустиму кон- центрацію). Структура та мінералогічний склад не повинні спричиняти механічне подразнення тка- нин організму людини [5].
У табл. 1 наведено сорбційно-структурні харак- теристики досліджуваного «Кремневіту» порівня- но з ФБГ.
Питома поверхня — відношення загальної поверхні пористого субстрату до його об’єму. Вона обернено пропорційна розміру частинок дисперс- ної фази. У нашому випадку «Кремневіт» мав задо- вільну питому поверхню, вдвічі більшу, ніж у ФБГ.
Найважливішими показниками вважають сумарний об’єм пор та їх розмір. Пори «Кремневі- ту» належать до мезопор (8,0 нм), що відповідає вимогам до медичних мінералів. Оскільки розмір НЧ Ag у досліджуваному композиті — 20—60 нм, що значно перевищує розмір пор мінералу, це свідчить про переважну адсорбцію НЧ на поверхні частинок «Кремневіту», що, на нашу думку, забез- печує більшу антимікробну дію порівняно з НЧ Ag розміром 3—5 нм, які значною мірою проникають у пори, що може зменшувати очікувану антимік- робну дію.
Кислотність свідчить про наявність гідроксильних груп, які беруть участь у катіонному обміні. Цей показник у ФБГ є меншим, ніж у «Кремневі- ту», що надає деяку перевагу останньому. E. coli було залучено до досліджень як представника умовно-патогенних грамнегативних мікроорганізмів, дедалі більше різновидів яких стають етіологічним чинником інфекційних процесів. На відміну від раніше виконаних досліджень щодо E. coli визначали бактерицидний ефект почасово та протягом 7 діб. За іншими збудниками спостерігали 7 діб. Результати антимікробної дії композита на E. coli
Отримані результати свідчать про те, що концентрації 0,27 та 0,13 мкг/мл вже через 2 год кон- такту призводили до повної загибелі E. coli. Відзначено наявність пролонгованого ефекту. Через 48 год діючою концентрацією була також концентрація 0,07 мкг/мл. Ефект зберігався до 7-ї доби (до кінця спостереження). Органічне забруднення певною мірою нейтралізувало дію срібла — бактерицидна концентрація НЧ Ag становила 0,27 мкг/мл.
Один із основних збудників хірургічних інфекцій — P. аeruginosa. Серед грамнегативних збудників її частка становить близько 24 % [3]. Через наявність у псевдомонад різних механізмів резистентності їх характерною особливістю є швидке формування стійкості до більшості, а іноді — до всіх антибіотиків. Тому пошук альтернативних антибіотичних препаратів є актуальним, особливо щодо псевдомонад.
У табл. 3 наведено результати щодо дії компо- зита на P. аeruginosa. Діючою концентрацією, яка призводила до знищення збудника вже через 24 год контакту та зберігалася до кінця терміну спостереження, була 0,07 мкг/мл. Органічне навантаження призвело до зниження діючої концентрації НЧ Ag до 0,13 мкг/мл.
Наступним дослідженим нами представником збудників інфекцій були дріжджоподібні гриби роду Candida. Основним біотопом кандида є слизова оболонка ротової порожнини. Вони трапля- ються в середньому у 25,7 % осіб. У зв’язку з широким застосуванням антибіотиків, до більшості яких гриби роду Candida резистентні, кандидози становлять одну з найбільших проблем клінічної патології. Гриби роду Candida можуть вражати не лише слизову оболонку ротової порожнини, вагі- ни, стравоходу, шлунка та кишечника, а і вісце- ральні органи (легені, підшлункову залозу тощо).
Згідно з отриманими нами та іншими авторами даними [10], гриби роду Candida дуже чутливі до ураження НЧ Ag. Досліджуваний нами композит також пригнічував їх ріст при дуже малій концен- трації — 0,035 мкг/мл (табл. 4). Через 48 год ця кон- центрація знизилася до 0,017 мкг/мл і зберігалася такою до 7 діб. Зазвичай органічне навантаження частково нівелювало цей ефект до рівня 0,27 мкг/мл, який знизився до 0,13 мкг/мл через 48 год.
Найстійкішим до дії композита був S. aureus (табл. 5). Діюча концентрація 0,27 мкг/мл була на порядок більшою, ніж на інші досліджені збудники. Пошук ефективних антибіотичних сполук до S. aure- us не менш актуальний, ніж до P. аeruginosa, оскільки цей збудник вважають найчастішим етіологічним чинником виникнення хірургічних інфекцій.
Для медичних препаратів важливою умовою є їх хімічна чистота. Композити поєднують сполу- ки, різні за структурою та фізико-хімічними влас- тивостями. З огляду на складність взаємодії скла- дових між собою та з організмом людини, доціль- но створювати композити, дія компонентів яких, якщо не досконально вивчена, то передбачувана. До таких належить запропонований нами компо- зит. Серед наявних НЧ металів при створенні ком- позита перевагу віддали сріблу, НЧ якого отрима- но методом електронно-променевого випарюван- ня металів у вакуумі. Їхній хімічний склад не міс- тить сторонніх домішок. Крім того, відома низька ймовірність виникнення резистентності мікроор- ганізмів до цього бактерициду [12]. Срібло також чинить протизапальну дію, особливо при загоєнні ран, опіків [13, 15], що посилює аналогічну дію каоліну. Отримані НЧ Ag мають сферичну форму [11], яку вважають найменш активною і токсич- ною щодо біологічних структур [14, 16]. Токсич- ність залежить також від концентрації НЧ. У наших дослідженнях концентрація срібла у вигляді НЧ була дуже низькою і водночас мала високу антимікробну дію.
Носій НЧ «Кремневіт» — це каолін, максималь- но очищений від домішок, який має високу дисперсність, адсорбційну та іонообмінну ємність, широко застосовується при лікуванні опіків, інших уражень і як ентеросорбент при шлунково-кишкових захворюваннях, дисбактеріозах, є постачальником в організм мікро та макроелементів.
Композит з НЧ Ag чинив антимікробну дію на досліджені збудники при концентрації срібла від 0,035 до 0,27 мкг/мл. За 24 год контакту гинуло 5,0 lg внесеної кількості мікроорганізмів відносно кількості в контролі. Інтенсивність антимікробно- го ефекту на мікроорганізми можна розташувати так: C. albicans > E. coli > P. аeruginosa > S. aureus. Щодо C. аlbicans, P. аeruginosa та E. coli спостеріга- ли ефект пролонгації дії вже через 48 год контакту, який зберігався до 7 діб (до кінця спостереження). Білкове навантаження (0,3 % БСА) призводило до підвищення мінімальної діючої концентрації в 2—10 разів.
У зазначеному випадку підтверджено залеж- ність антимікробної дії срібла від будови клітинної стінки мікроорганізму: грамнегативні мікроорга- нізми (E. coli, P. аeruginosa) були більш чутливими до срібла, ніж грампозитивні (S. aureus). Високу стійкість S. аureus можна пояснити наявністю в клітинній стінці 80 % однорідного шару пептидо- глікану та тейхоєвих кислот на відміну від клітин- ної стінки грамнегативних мікроорганізмів.
Щодо високої чутливості C. аlbicans до НЧ Ag, то у дослідженнях особливостей дії кластерного срібла на клітини C. utilis А. А. Ревина та співавт. виявлено, що йонне срібло адсорбувалося на поверхні клітинної стінки. Зафіксовано його про- никнення в периплазматичний простір, тоді як НЧ Ag руйнували мембрану, що призводило до зупинки росту клітин та їх відмирання. Чутливість грибів роду Candida до срібла встановлено в попе- редніх наших дослідженнях та деякими авторами. На нашу думку, вона зумовлена взаємодією НЧ Ag із залишками в мембрані С. albicans SH-груп в ізо- меразі фосфоманози (тропність срібла до тіолових груп вважається його специфічною дією).
Установлена антимікробна активність компо- зита має комбінований характер. Спостерігали бактерицидну дію срібла за рахунок взаємодії між позитивно зарядженим іоном Ag+ та негативно зарядженою поверхнею бактеріальної клітини. Одночасно каолін міцно адсорбує НЧ Ag та мікро- організми, що посилює антимікробний ефект.
НЧ Ag розміром 20—60 нм адсорбовані на час- тинках каоліну розміром 200—500 нм, що унемож- ливлює механічне проникнення НЧ Ag крізь цито- плазматичну мембрану — найбільш уразливу скла- дову бактеріальної клітини. На нашу думку, відбу- вається ураження поверхневої та внутрішньої мембран клітинної стінки, що порушує дифузію необхідних для життєдіяльності сполук і призво- дить до загибелі мікроорганізмів.
Висновки
«Кремневіт» задовольняє всі вимоги, які висуваються до медичних сорбентів. Головними з них вважаємо гранулометричний склад, мінімальну кількість кварцу та гідрослюди, які вважаються агресивними до слизових та епітелію людини, висо- ку дисперсність, достатню іонообмінну ємність та пористість. Завдяки своїй структурі та мінералогічному складу «Кремневіт» може бути препаратом довготривалого застосування, на відміну від монтморилонітових глин.
Установлена антимікробна активність компо- зита має комбінований характер. Спостерігали бактерицидну дію срібла за рахунок взаємодії між позитивно зарядженим іоном Ag+ та негативно зарядженою поверхнею бактеріальної клітини. Одночасно каолін міцно адсорбує наночастинки срібла та мікроорганізми, що посилює антимі- кробний ефект.
Виявлено чутливість мікроорганізмів до нано- частинок срібла, яку можна розташувати так:
- albicans > E. coli > P. аeruginosa > S. aureus, та яка зростала при подовженні часу контакту, за винят- ком S. аureus, що зумовлено особливостями струк- тури клітинної оболонки.
Виявлено пригнічувальний ефект білкового навантаження на чутливість мікроорганізмів до наночастинок срібла: мінімальна пригнічувальна концентрація зростала у 2—10 разів при наванта- женні 0,3 % бичачим сироватковим альбуміном.
Визначені фізичні параметри складової компо- зита, носія наночастинок срібла —препарату каолі- ну «Кремневіт» відповідають вимогам до мінераль- них сорбентів для застосування їх у медичних цілях.
Конфлікту інтересів немає.
Висока антимікробна дія композита з наночас- тинками срібла «Кремневіт», стабільність отрима- ної структури, лікувальні властивості каоліну та срібла дають підставу рекомендувати подальше вивчення властивостей композита для створення лікувальних засобів для зовнішнього і внутріш- нього застосування при інфекціях різної локаліза- ції та необхідності прискорення процесів регене- рації.
Література
- Блакитко Е. М., Бугайченко Н. В., Шорина Г. Н., Ильина В. Н. Микробиологическая характеристика раневого инфекционно- го процесса при использовании ионообменных сорбентов // Хирургия. — 2003. — № 11. — С. 33—36.
- Бородин Ю. И., Рачковская Л. Н. Энтеросорбенты для медици- ны // Новые химические системы и процессы в медицине: Матер. научно-практ. конф. (21—22 декабря 2001 г., Новоси- бирск). — Новосибирск : СибУПК, 2002. — С. 158—165.
- Копенкин С. С. Фторхинолоны и предоперационная антибак- териальная профилактика в травматологии и ортопедии // Инфекции и антимикробная терапия. — 2007. — № 2. — С. 9—13.
- Корчак Г. І. Властивості природного нанооб’єкту — каоліну // Довкілля та здоров’я. — 2014. — № 4. — С. 45—48.
- Корчак Г. І., Сурмашева О. В., Романенко Л. І. та ін. Адсорбцій- на активність каоліну (Мікробіологічні дослідження) // Довкіл- ля та здоров’я. — 2014. — № 4. — С. 37—41.
- Масычева В. И., Даниленко Е. И., Белкина А. О. и др. Нанома- териалы. Регуляторные вопросы // Ремедиум. — 2008. — № 9. — С. 12—163.
- Мацумура Й. Анализ механизма противомикробного действия неорганических бактерицидов из серебра на носителях // Gien. — 1999. — Вып. 101. — С. 34—38.
- Мовчан Б. А., Ковинский И. С. Наноструктурные покрытия серебра и меди на порошках неорганических и органических веществ, осаждаемых из паровой фазы в вакууме // Физико- химические проблемы современного материаловедения. — В 2 т.— К.: Академпериодика, 2013. — Т. 2. — С. 127
- Ревин А. А., Баранова Е. К., Мулюкин А. Л., Cорокин В. В. Некоторые особенности воздействия кластерного серебра на дрожжевые клетки Candida utilis [Электронный ресурс] Электронный научный журнал «Исследовано в России». — Режим доступа: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/139.pdf.
- Сердюк А. М., Михиенкова А. И., Сурмашева Е. В., Корчак Г. И. Антимикробная активность наночастиц серебра в стабилизиро- ванных растворах и в композиционной системе на основе высо- кодисперсного кремнезема // Профілактична медицина. — 2009. — № 4. — С. 12—16.
- Сурмашева О. В., Романенко Л. І., Корчак Г. І. та ін. Антимі- кробна активність композиту на основі каоліну та наночасток срібла // Довкілля та здоров’я. — 2015. — № 4. — С. 13—17.
- Щербаков О. Б., Корчак Г. І., Скороход І. М. та ін. Препарати срібла: вчора, сьогодні і завтра // Фармацевтичний журнал. — 2006. — № 5. — С. 55—67.
- Chaloupka K., Malam Y., Seifalian A. M. Nanosilver as a new gener- ation of nanoproduct in biomedical applications // Trends Biotec- nol. — 2010. — Vol. 28. — P. 580—588.
- Fukuoka A., Sakamoto Y., Guan S. et al. Novel templating synthesis of necklace — shaped mono- and bimetallic nanovires in hybrid organic-inorganic mesoporous material // J. Am. Chem. Soc. — 2001. — Vol. 123. — P. 3373—3374.
- Miura N., Shinohara Y. Cytotoxic effect and apoptosis induction by silver nanoparticles in HeLa cells // Biochem. Biophys Res Com- mum. — 2009. — Vol. 390. — P. 733—737.
- Pal S., Tak Y. K., Song J. M. Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticles? A study of the Gramnegative bacterium Escherichia coli // Appl. Environ. Microbiol. — 2007. — Vol. 73. — P. 1712—1720.
- Patakfalvi R., Oszko A., Dekany I. Synthesis and characterization of silver nanoparticle/kaolinite composites // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. — 2003. — Vol. 220, N 1—3. — P. 45—54.
- Shameli K., Ahmad M. B., Wan Z. et al. Synthesis and characteriza- tion of silver /talc nanocomposites using the chemical reduction method // Int. J. Nanomedicine. — 2010. — Vol. 5 (5). — P. 743—745.
G. I. Korchak, O. V. Surmasheva, L. I. Romanenko, N. O. Nikonova, A. K. Gorval
SI «A. M. Marzeiev Institute for Public Health of NAMS of Ukraine», Kyiv
ANTIMICROBIAL EFFECT
OF THE NANOSILVER-MINERAL-BASED COMPOSITE ON THE HOSPITAL INFECTIONS PATHOGENES
—Thetoasimtudy the antimicrobial activity of the developed nanosilver-mineral-based composite in relation to hospital infections pathogens and its compliance with the medical requirements.
Materials and methods. The composite based on kaolin medication Kremnevit and silver nanoparticles (AgNP) was investigated. The size measuring and form definition of AgNP and kaolin particles was performed using penetrating electron microscope, stability of composite water suspension — with the ZetaSizer-3 spectrometer, silver concentration — by the atomic-emission spectroscopy method. Antimicrobial activity was determined for E. coli, P. aeruginosa, S. aureus and C. albicans. Simulation of organic contamination was performed by 0.3% bovine serum albumin. The time of observation: 2, 4, 6, 24, 48 h and 7 days.
Results and discussion. The size of nanoparticles Kremnevit from 60 nm to 140 nm, which allows to relate the drug to the natural nanoob CTU. Electron microscopic image of silver nanoparticles adsorbed on particles Kremneva spherical shape and sizes from 14 to 61 nm. Bactericidal concentration of silver nanoparticles for E. coli was 0.07 µg/ml, for P. aeruginosa – 0.07 µg/ml, C. аlbicans – 0.017 µg/ ml, and S. аureus — 0.27 µg/ml. Protein load led to an increase in the minimum effective concentration of drug from 2 to 10 times.
Conclusions. A high antimicrobial activity of the composite and AgNP, obtained structure stability, curative kaolin and silver and properties allow to recommend further study of the composite for the prophylactic and treatment agents development for external and internal use in medicine, biology and various industrial branches.
Key words: silver nanoparticles, kaolin (China clay), Kremnevit, antimicrobial effect, physical properties.
УДК 616-001.4:546.57:615.281.9:678.046.3
Г. І. Корчак, О. В. Сурмашева, Л. І. Романенко, Н. О. Ніконова, А. К. Горваль
ДУ «Інститут громадського здоров’я імені О. М. Марзєєва НАМН України», Київ
