Савченко дмитро сергійович



Скачати 480.47 Kb.
Сторінка1/3
Дата конвертації15.12.2016
Розмір480.47 Kb.
  1   2   3


Міністерство охорони здоров’я України

Національний фармацевтичний університет


САВЧЕНКО ДМИТРО СЕРГІЙОВИЧ

УДК [615.246.2+615.281]:539.12:546.57

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПРОТИМІКРОБНОЇ ТА СОРБЦІЙНОЇ АКТИВНОСТІ ЕНТЕРОСОРБЕНТУ З НАНОСРІБЛОМ

14.03.05 – фармакологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фармацевтичних наук

Харків – 2014

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі фармакології та клінічної фармакології Національного медичного університету імені О.О. Богомольця МОЗ України (м. Київ)




Науковий керівник:

доктор медичних наук, член-кореспондент НАН та НАМН України, професор

ЧЕКМАН Іван Сергійович,

Національний медичний університет імені О.О. Богомольця МОЗ України (м. Київ),

завідувач кафедри фармакології та клінічної фармакології








Офіційні опоненти:

доктор фармацевтичних наук, професор

ЯКОВЛЄВА Лариса Василівна,

Національний фармацевтичний університет

МОЗ України (м. Харків),

завідувач кафедри фармакоекономіки












доктор медичних наук, професор

МІНУХІН Валерій Володимирович,

Харківський національний медичний університет

МОЗ України (м. Харків),

завідувач кафедри мікробіології, вірусології та імунології


Захист відбудеться “____”____________ 2014 р. о _____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.605.03 при Національному фар­мацевтичному університеті за адресою: 61002, м. Харків, вул. Пушкінська, 53.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного фармацевтичного університету (61168, м. Харків, вул. Блюхера, 4).

Автореферат розісланий “____” _____________2014 р.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради

д. фарм. н., професор Т. С. Сахарова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Вивчення властивостей наноматеріалів дає можливість розробляти нові підходи і технології у багатьох сферах діяльності людини, зокрема в медицині та фармації. Одним із пріоритетних напрямків створення протимікробних засобів є розробка ліків на основі нанометалів (V. Mody et al., 2010). Перспективними визнані наночастинки феруму, купруму, цинку, арґентуму, ауруму, титану, розмір яких становить 5 – 60 нм, проте найбільше науково-практичне значення мають дослідження препаратів із наносріблом (І. С. Чекман, 2009).

Наночастинки срібла (НЧС) активні проти мікроорганізмів (МО), стійких до антибіотиків (Г. Р. Яшан і співавт., 2008). Дослідженнями дії різних препаратів арґентуму на віруси, бактерії та клітини встановлено, що біоцидний ефект НЧС суттєво перевищує дію іонів срібла в тих самих концентраціях, що дає змогу істотно знизити концентрацію арґентуму в лікарських формах зі збереженням бактерицидної активності (W. K. Jung et al., 2008). Доведена ефективність успішного застосування нанопрепаратів срібла в хірургії і травматології для лікування гнійних та опікових ран, остеомієліту, в комплексній терапії бактеріального вагінозу та хронічних запальних захворювань органів малого тазу, в дитячій отоларингології, а також у ветеринарії (S. Lu et al., 2008).

Терапія захворювань травної системи, етіологічним фактором яких є патогенні МО, передбачає не тільки протимікробні препарати, а й засоби еферентної медицини, зокрема сорбенти (K. Chaloupka et al., 2010). Зважаючи на постійну потребу у впровадженні нових протимікробних препаратів для лікування кишкових інфекцій, доцільною є розробка комбінованих засобів, які б мали кращі показники ефективності та безпечності, а також поєднували протимікробні та сорбційні властивості (D. A. Demidov et al., 2009).

Привертає увагу можливість одержання НЧС у кремнеземних матрицях у зв'язку з наявністю в кремнезему унікального комплексу фізико-хімічних і медико-біологічних властивостей: гіпоалергенність; відсутність подразнювальної дії та загальний детоксикуючий ефект, що обумовлено високою адсорбційною здатністю екзо- та ендотоксинів; активація репаративних процесів у рані (А. А. Чуйко, 2001; І. С. Чекман і співавт., 2010).

На кафедрі фармакології та клінічної фармакології Національного медичного університету імені О.О. Богомольця проводяться дослідження з вивчення фармакологічних властивостей наночастинок металів та їх композитів (І. С. Чекман і співавт., 2012).

Введення нанометалів у структуру сорбентів сприятиме підтриманню сталої концентрації протимікробних компонентів у просвіті кишечника та запобіганню їх потрапляння в загальний кровоток. Подібні нанокомпозити виявлятимуть протимікробну активність як щодо грампозитивних, так і грамнегативних МО (G. A. Sotiriou et al., 2011).

Тому актуальним є розробка способу одержання нового нанокомпозиту високодисперсного кремнезему з наночастинками срібла (ВКНС), а також вивчення його детоксикаційних, протимікробних й антиоксидантних властивостей.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано відповідно до плану науково-дослідних робіт кафедри фармакології та клінічної фармакології Національного медичного університету імені О.О. Богомольця МОЗ України в рамках теми «Дослідження фармакологічних, фізико-хімічних, протимікробних властивостей наночастинок срібла, міді, заліза та вуглецю», державний реєстраційний номер 0111 U 006268. Дисертант є співвиконавцем зазначеної теми.

Мета і задачі дослідження. Мета роботи – експериментальне обґрунтування доцільності застосування ентеросорбенту з наночастинками срібла як детоксикуючого засобу з протимікробною активністю.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:



  1. Розробити оригінальний спосіб одержання нового нанокомпозиту високодисперсного кремнезему з НЧС шляхом механоактивації та подальшого термолізу, теоретично розрахувати й експериментально підтвердити оптимальний склад нанокомпозиту, а також визначити оптимальне співвідношення високодисперсного кремнезему з НЧС.

  2. В експериментах in vitro в лужному та кислому середовищах, що моделюють кислотність різних відділів шлунково-кишкового тракту, дослідити сорбційні властивості нанокомпозиту ВКНС порівняно з базисними сорбентами.

  3. Дати оцінку токсичності нанокомпозиту ВКНС порівняно з базисними сорбентами, НЧС й арґентуму нітратом.

  4. Оцінити вплив нанокомпозиту ВКНС на гостру токсичність сполук і лікарських засобів різної хімічної структури та з різними механізмами дії (натрію фториду, натрію нітриту, протитуберкульозних препаратів – ізоніазиду, піразинаміду, етамбутолу).

  5. Дослідити протимікробну активність нанокомпозиту ВКНС в умовах in vitro стосовно Staphilococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli та Candida albicans.

  6. Вивчити протимікробну активність нанокомпозиту ВКНС в умовах in vivo стосовно Escherichia coli.

  7. Дослідити антиоксидантну та мітопротективну активність нанокомпозиту ВКНС.

Об’єкт дослідження. Фармакотерапія ендогенних і екзогенних інтоксикацій.

Предмет дослідження. Протимікробна та сорбційна активність нанокомпозиту ВКНС, дезінтоксикаційна дія нанокомпозиту ВКНС на модельовані ендогенні й екзогенні інтоксикації.

Методи дослідження. Фармакологічні, біохімічні, мікробіологічні, цитологічні, фізико-хімічні та статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблено та обґрунтовано склад нанокомпозиту ВКНС, що містить 92,1% нанодисперсного кремнезему та 7,9% наночастинок срібла. Встановлено детоксикаційний вплив нанокомпозиту ВКНС в експериментах in vivo за умов моделювання гострого отруєння сполуками різної хімічної будови та різним механізмом дії (натрію фторидом, натрію нітритом, ізоніазидом, піразинамідом, етамбутолом). З’ясовано, що синтезований нанокомпозит ВКНС має виражену протимікробну дію in vitro стосовно Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa та in vivo – щодо Escherichia coli. Показано, що нанокомпозит ВКНС виявляє високу активність проти біоплівки та планктонної форми Pseudomonas aeruginosa. Встановлено високу сорбційну активність нанокомпозиту ВКНС щодо маркерних сполук, які імітують низько- та середньомолекулярні токсини. Доведено, що нанокомпозит ВКНС виявляє високу антиоксидантну та мітопротективну активність в умовах in vitro.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані експериментальні результати є частиною доклінічного вивчення ефективності та безпечності лікарського засобу на основі нанокомпозиту високодисперсного кремнезему з наночастинками срібла.

Розроблено новий спосіб одержання нанокомпозиту ВКНС з протимікробними та сорбційно-детоксикаційними властивостями, який полягає у механічній активації суміші нітрату срібла та високодисперсного кремнезему у керамічному кульовому млині у вологій атмосфері та послідуючою термодеструкцією солі при 550ºС (Патент України на корисну модель № 69526 від 25.04.2012). Запропоновано новий спосіб застосування нанокомпозиту ВКНС, як протимікробного препарату (Патент України на корисну модель № 68913 від 10.04.2012), а також новий спосіб оцінки протимікробних властивостей нанокомпозиту (Патент України на корисну модель № 68895 від 10.04.2012).

Отримані дані впроваджені в науково-педагогічний процес кафедри фармакології, патофізіології, клінічної фармакології і клінічної фармації, технології ліків Київського медичного університету Української асоціації народної медицини, кафедри біофізики, біохімії, фармакології та біомолекулярної інженерії медичного інституту Сумського державного університету, кафедри клінічної фармації з курсами фармакології та клінічної фармакології Івано–Франківського національного медичного університету, кафедри фармакології, клінічної фармакології та фармакоекономіки ДЗ «Дніпропетровська медична академія».

Особистий внесок здобувача. Разом з науковим керівником проаналізовано наукову літературу за темою дисертації, визначено мету і завдання досліджень. Автором самостійно проведено патентно–інформаційний пошук, опрацьовано моделі, здійснено експериментальні дослідження, статистичну обробку одержаних даних та оформлено їх у вигляді таблиць і рисунків, сформульовано висновки дисертації. Синтез та проведення фізико-хімічних методів аналізу нанокомпозиту ВКНС здійснено на базі лабораторії модифікування поверхні оксидів Інституту хімії поверхні імені О.О. Чуйка НАН України за консультативної допомоги завідувача лабораторії канд. хім. наук Є. П. Вороніна. Антиоксидантні властивості досліджували на кафедрі фармакології та медичної рецептури Запорізького державного медичного університету за консультативної допомоги завідувача кафедри, докт. біол. наук І. Ф. Бєленічева. Антимікробну активність нанокомпозиту ВКНС визначали на базі Інституту мікробіології ім. Д.К. Заболотного НАН України за консультативної допомоги старшого наукового співробітника відділу антибіотиків, канд. біол. наук О. Б. Балко та Інституту епідеміології та інфекційних хвороб ім. Л.В. Громашевського НАМН України – старшого наукового співробітника лабораторії дезінфектології, канд. мед. наук Н. М. Рубан.

Дисертант вдячний усім за методичну та консультативну допомогу.



Апробація результатів дисертації відбулась на Всеукраїнській конференції молодих учених та студентів з міжнародною участю «Сучасні аспекти медицини і фармації – 2011» (м. Запоріжжя, 2011 р.); Науково-практичній конференції «Актуальні питання клінічної та експериментальної фармакології» (м. Київ, 2011 р.); Міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій Всесвітньому дню здоров’я 2012 року «Старіння та здоров’я» (м. Київ, 2012 р.); 72-й Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих учених та студентів з міжнародною участю, присвяченій Дню науки «Медицина та фармація XXI століття – крок у майбутнє» (м. Запоріжжя, 2012 р.); «YouthNanoBioTech – 2012. Молодіжний форум з нанобіотехнологій» на тему: «Нанонаука, нанотехнології, наномедицина: здобутки та перспективи» (м. Київ, 2012 р.); Науково-практичній конференції з міжнародною участю «Досягнення та перспективи експериментальної та клінічної ендокринології» (м. Харків, 2013 р.); Національному конгресі «Клінічна фармація: 20 років в Україні» (м. Харків, 2013 р.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 1 монографію, 8 статей, серед яких 4 у фахових наукових журналах, рекомендованих МОН України, 1 – у зарубіжному електронному науковому фаховому виданні; 3 патенти України на корисну модель, 13 тез доповідей.

Обсяг та структура дисертації. Дисертацію викладено на 185 сторінках друкованого тексту. Робота містить вступ, огляд літератури, опис матеріалів та методів дослідження, 3 розділи власних досліджень, аналіз та узагальнення результатів, висновки та перелік використаних джерел, що містить 260 джерел, з яких 112 – латиною. Дисертація ілюстрована 34 рисунками та 28 таблицями.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. У процесі виконання дисертаційної роботи проведені дослідження з фізико-хімічного моделювання, на підставі яких з’ясовано оптимальне співвідношення НЧС та високодисперсного кремнезему в складі нового нанокомпозиту ВКНС (Е. Ф. Воронин и соавт., 2010).

Дослідження структурних властивостей разом із підтвердженням теоретично розрахованих показників для нанокомпозиту ВКНС здійснювали за допомогою методів електронної мікроскопії та спектроскопії в інфрачервоній (ІЧ), ультрафіолетовій (УФ) і видимій ділянках спектра, а також з використанням рентген-фазного, структурно-адсорбційного, титрометричного і термогравіметричного методів аналізу (Е. Ф. Воронин и соавт., 2010; Л. В. Носач и соавт., 2011).

Для встановлення антитоксичних, протимікробних й антиоксидантних властивостей нового нанокомпозиту ВКНС проведені експериментальні дослідження із застосуванням фармакологічних, токсикологічних, біохімічних, мікробіологічних і цитологічних методів. Дослідження ґрунтуються на вимогах та рекомендаціях ДЕЦ МОЗ України «Про затвердження Порядку проведення доклінічного вивчення лікарських засобів та експертизи матеріалів доклінічного вивчення лікарських засобів» (Наказ МОЗ України № 944 від 14.12.2009), Методичних рекомендаціях «Доклінічні дослідження лікарських засобів» (О. В. Стефанов, 2001) і Методичних рекомендаціях “Розробка та доклінічна оцінка сорбентів медичного призначення” МОЗ України від 13.08.1992.

Для дослідження сорбційної активності щодо маркерних речовин застосовували спектрофотометричний метод визначення концентрації сполук різної молекулярної маси та іоногенності, що імітують фактори інтоксикації. Препарати порівняння: «Силікс» (ЗАТ “Біофарма”, Україна), «Ентеросгель» (ПрАТ "ЕОФ "КРЕОМА-ФАРМ", Україна) та таблетки «Активоване вугілля» (ЗАТ НВЦ “Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод”, Україна). Пробірки з наважками сорбентів по 50 мг та 4 – 5 мл розчину маркерної речовини витримували за помірного перемішування протягом 1 год із подальшим центрифугуванням (3000 об./хв, 30 хв). Величину адсорбції розраховували як відношення різниці між вихідною і рівноважною кількостями речовини у пробі до маси наважки сорбенту (І. І. Геращенко, І. С.Чекман, В. М. Гунько, 2008).

Антитоксичні властивості нанокомпозиту ВКНС досліджували на білих мишах масою 18,0 – 21,0 г. Токсичність натрію нітриту (Merk, Німеччина), натрію фториду (Merk, Німеччина) та протитуберкульозних препаратів: ізоніазиду (ЗАТ “Фармацевтична фірма “Дарниця”, Україна), етамбутолу (ТОВ “Юрія-Фарм”, Україна) та піразинаміду (ЗАТ “Фармацевтична фірма “Дарниця”, Україна), – визначали після внутрішньоочеревинного введення за методом В. Б. Прозоровського (В. Б. Прозоровский и соавт., 1998). В окремій серії досліджень за 30 хв та через 30 хв після застосування отрут внутрішньошлунково вводили нанокомпозит ВКНС (А. А. Пентюк, 2003). Тварин утримували в стандартних умовах віварію Національного медичного університету імені О.О. Богомольця з вільним доступом до води та їжі згідно з методичними рекомендаціями Державного експертного центру (А. В. Стефанов, 2002). Комітетом з біоетики Національного медичного університету імені О.О. Богомольця встановлено, що здійснені дослідження не порушували основних етичних та біоетичних норм (протокол № 62 від 05 лютого 2012 р.).

Генотоксичність нанокомпозиту ВКНС досліджували на культурі клітин яєчника китайського хом’яка СНО-К1. Обробку еукаріотичних клітин культури СНО-К1 різними концентраціями нанокомпозиту ВКНС здійснювали протягом 4 годин за температури 37°С, після чого визначали ступінь пошкодження ДНК згідно з методикою «ДНК-комет» (А. Д. Дурнев, 2006).

Цитотоксичність нанокомпозиту ВКНС досліджували шляхом внесення різних концентрацій нанокомпозиту до підтримувального середовища з моношаром клітин перещеплюваної культури епідермоїдної карциноми гортані (НЕр-2), з подальшим інкубуванням з клітинами протягом 18 годин в умовах термостату за 37 °С та 5% СО2. Для дослідження використано тест на оцінку життєздатності клітин щодо вивчення інтенсивності поглинання ними суправітального фарбника нейтрального червоного (W. Stokes et al., 2008).

Дослідження антимікробної активності речовини in vitro проводили шляхом визначення мінімальної інгібуючої концентрації (МІК) та мінімальної бактерицидної/фунгіцидної концентрації (МБК) стосовно музейних тест-штамів мікроорганізмів для з’ясування антимікробної дії досліджуваних речовин: Staphylococcus aureus УКМ В-904 (ATCC 25923); Escherichia coli УКМ В-906 (ATCC 25922); Candida albicans УКМ Y-1918 (ATCC 885-653); Pseudomonas aeruginosa УКМ В-900 (ATCC 9027) (S. Egger et al., 2009).

Ефективність впливу на МО нанокомпозиту ВКНС, препарату «Силікс» й арґентуму нітрату визначали на моделі типового штаму Pseudomonas aeruginosa УКМ В-1 (АТСС 10145) у планктонній формі та у складі біоплівки. Нанокомпозит ВКНС й арґентум нітрату вносили до культур клітин у концентраціях 500 і 200 мкг/мл (у перерахунку на вміст чистого арґентуму) (А. Б. Балко, О. И. Балко, Л. В. Авдеева, 2013).

Протимікробну активність речовини in vivo досліджували на білих лабораторних мишах лінії BALB/c масою 18,0 – 21,0 г. Тварин утримували в стандартних умовах лабораторії дезінфектології ДУ «Інститут епідеміології та інфекційних хвороб ім. Л.В. Громашевського НАМН України». Тваринам групи контролю вводили внутрішньошлунково 0,5 мл суспензії добової культури клітин Escherichia coli (ATCC 25922) концентрацією 109 клітин/мл. Тваринам дослідної групи внутрішньошлунково вводили суспензію нанокомпозиту ВКНС через 30 хв після застосування аналогічної суспензії МО (В. В. Мінухін і співавт., 2013).

Антиоксидантну активність (АОА) нанокомпозиту ВКНС в умовах in vitro оцінювали за методиками, які відрізняються за механізмом ініціації вільнорадикальних процесів (ВРП), субстратів окиснення та обумовлених маркерних продуктів. Використано такі методи оцінки АОА: при ферментативному ініціюванні вільнорадикального окиснення (ВРО) надлишком НАДФН; за інгібуванням супероксидрадикала; за інгібуванням NO; за ступенем гальмування відкриття мітохондріальної пори (МП); за ступенем гальмування процесів окиснювальної модифікації білків (ОМБ) (B. Halliwell et al., 1999; Ю. І. Губський і співавт., 2002; О. В. Акопова и соавт., 2004; И. Ф. Беленичев и соавт., 2009).

Експериментальні дані оброблено методами варіаційної статистики за допомогою програми Statistica 9.0 за критерієм t Ст’юдента у випадку нормального розподілу, та за критерієм U Mанна-Уітні – в інших випадках, з прийнятим у медико-біологічних дослідженнях рівнем статистичної значимості p=0,05 (С. Гланц, 1998).



Результати та їх обговорення. Успіхи в науковому дослідженні та використанні наночастинок значною мірою залежать від можливостей методів синтезу, тобто від того, чи уможливлює обраний спосіб одержання частинок, що відповідають вимогам певного наукового або практичного завдання (V. Mody et al., 2010). В останні роки зусилля дослідників спрямувалися на отримання наночастинок із заздалегідь заданими формою і розміром; уже описано безліч різних синтетичних підходів, кожен з яких має певні переваги та недоліки (А. А. Елисеев и соавт., 2010; І. С. Чекман і співавт., 2012).

Одним із методів стабілізації НЧС є використання сполук, які виконують роль матриці, зокрема допоміжних речовин неорганічного походження, що мають високу адсорбційну активність, а саме високодисперсного кремнезему (X. Jiaquan et al., 2013).

Враховуючи, що НЧС виявляють значні протимікробні властивості, а високодисперсний кремнезем здатен сорбувати на своїй поверхні МО, ми висловили припущення, що максимальну протимікробну дію виявлятиме сполука, яка складається з частинок високодисперсного кремнезему, вкритих моношаром НЧС (И. К. Курдиш и соавт., 2003; O. Choi et al., 2008). У результаті підрахунків, виконаних на підставі фізико-хімічного моделювання (Л. В. Носач и соавт., 2011), було встановлено, що для досягнення поставлених завдань необхідно розробити нанокомпозит, який би наприкінці процесу механоактивації і термодеструкції вміщував 7,9 % НЧС, що відповідає кількості вільних силанольних груп на поверхні сорбенту.

Проведені дослідження із застосуванням методів електронної мікроскопії та спектроскопії в ІЧ, УФ і видимій ділянках спектра, а також з використанням рентген-фазного, структурно-адсорбційного, титрометричного і термогравіметричного методів аналізу (Е. Ф. Воронин и соавт., 2010; Л. В. Носач и соавт., 2011), підтвердили розрахункові дані щодо застосування нової механосорбційної термолізної технології для синтезу інноваційного нанокомпозиту ВКНС.

Методом рентген-фазного і термогравіметричного аналізу підтверджено, що основу НЧС становить металічне срібло Ag0. Дослідження із застосуванням методів електронної мікроскопії показали, що розмір наночастинок срібла у складі нанокомпозиту ВКНС сягає 12 – 18 нм і вони містяться у вигляді моношару на поверхні високодисперсного кремнезему (рис. 1). Методом спектроскопії в ІЧ ділянці спектру була встановлена наявність вільних силанольних груп, які забезпечують процес сорбції, а спектроскопією в УФ та видимій ділянках спектра виявлено пік при λ = 260 нм, що характеризує наявність ковалентного зв’язку Ag-O-Si, за рахунок якого НЧС утримуються на поверхні високодисперсного кремнезему. Титрометрія, проведена за методом Фольгарда, підтвердила, що вміст НЧС у композиті становить 7,9% і відповідає теоретично розрахованим показникам.

Рис. 1. Результати дослідження методом електронної мікроскопії нанокомпозиту ВКНС. Збільшення х 107.

Дані досліджень сорбційних властивостей нанокомпозиту ВКНС та препаратів порівняння представлено в табл. 1. Встановлено, що за значень рН 2,0 та 7,5, які моделюють кислотність різних відділів шлунково-кишкового тракту, нанокомпозит ВКНС має виражену адсорбційну активність стосовно сполук з низькою (сечовина, метиленовий синій, конго червоний), середньою (ціанокобаламін) і високою молекулярною масою (альбумін людський).

Таблиця 1

Адсорбційна активність нанокомпозиту ВКНС та препаратів порівняння – «Силіксу», «Ентеросгелю» та таблеток «Активованого вугілля»

за різних значень рН (n = 5)

Маркерна речовина,

вихідна концентрація



Величина адсорбції, мг/г

ВКНС

«Силікс»

«Ентеросгель»

«Активоване вугілля»

рН 2,0

рН7,5

рН 2,0

рН7,5

рН 2,0

рН7,5

рН 2,0

рН7,5

Сечовина,

С0=0,01%



4,1

±0,20


4,7

±0,12


0

1,5

±0,11


0,9

±0,03


2,1

±0,03


0,3

±0,02


0,1

±0,01


Фенол,

С0=0,1%



25,4

±0,7


15,7

±0,3


45,6

±1,2


1,0

±0,1


54,2

±0,8


9,0

±0,3


121,4

±1,3


131,3

±2,3


Креатинін,

С0=0,001%



0,16

±0,003


0,17

±0,005


0,29

±0,004


0,07

±0,004


0,36

±0,004


0,28

±0,008


0,40

±0,006


0,42

±0,009


Метиленовий синій,

С0= 1%



*)

285,8

±13,8


*)

38,9

±1,7


*)

27,2

±1,0


*)

123,0

±2,4


Конго червоний,

С0=0,1%



**)

4,7

±0,2


**)

0

**)

12,1

±0,6


**)

2,8

±0,1


Ціанокобаламін,

С0=0,05%



20,8

±0,8


3,9

±0,2


4,2

±0,2


0,7

±0,1


4,5

±0,1


3,8

±0,1


13,8

±0,3


2,0

±0,1


Сироватковий альбумін людський,

С0=1%



56,1

±2,5


26,1

±1,3


220,0

±6,4


255,3

±9,6


265,0

±5,5


302,1

±4,6


14,3

±0,6


22,1

±0,7


Желатин,

С0=0,3%



116,4

±2,5


30,5

±1,5


225,1

±5,0


248,4

±4,0


180,1

±2,6


195,4

±4,7


2,7

±0,2


11,2

±0,3


Примітка. n – кількість спостережень; *) – у кислому середовищі метиленовий синій випадає в осад; **) – у кислому середовищі конго червоний змінює колір; С0 – вихідна концентрація маркерної речовини; показники величини адсорбції нанокомпозиту ВКНС (рН 2,0 та рН7,5) стосовно всіх маркерних речовин достовірно відрізняються від відповідних показників досліджуваних препаратів (p<0,05).

Величина адсорбції ціанокобаламіну нанокомпозитом у кислому середовищі (рН 2,0) становить 20,8 мг/г, що перевищує подібний показник таблеток вугілля активованого в 1,5 раза, «Силікса» – у 5, «Ентеросгелю» – в 4,6 раза. Адсорбція сечовини нанокомпозитом сягає 4,13 мг/г і більша за відповідний показник для таблеток вугілля активованого в 13,8 , «Ентеросгелю» – в 4,6 раза, а «Силікс» за цих умов узагалі не сорбує сечовину.

У слаболужному середовищі (рН 7,5) адсорбція сечовини для нанокомпозиту становить 4,7 мг/г, що перевищує цей показник для таблеток вугілля активованого в 46,7 раза, «Силікса» – в 3,1, «Ентеросгелю» – в 2,2 раза; адсорбція метиленового синього дорівнює 283 мг/г і перевищує відповідний показник для таблеток вугілля активованого в 2,3 раза, «Силікса» – в 7,2, «Ентеросгелю» – в 10,4 раза; адсорбція конго червоного сягає 4,7 мг/г, тобто вона в 1,7 раза вища, ніж для таблеток вугілля активованого, але в 2,6 раза нижча порівняно з «Ентеросгелем», а «Силікс» не сорбує вказаний маркер; адсорбція ціанокобаламіну зафіксована на рівні 3,92 мг/г (вища показника для таблеток вугілля активованого вдвічі, «Силікса» – у 5,6, «Ентеросгелю» – в 1,1 раза).

Препарат «Силікс» порівняно з «Ентеросгелем» характеризується високою здатністю до зв'язування білків, однак ВКНС виявляє знижену сорбційну здатність стосовно даних сорбатів (25 – 50% від ємності «Силіксу»), що може пояснюватись зниженням площі питомої поверхні з 330 м2 у «Силікса», до 255 м2 у нанокомпозиту ВКНС.

Перед початком дослідів по вивченню гострої токсичності на тваринах здійснені дослідження щодо вивчення цито- та генотоксичності нанокомпозиту ВКНС. Результати показали відсутність генотоксичних властивостей у нанокомпозиту ВКНС, однак його цитотоксичність виявляється за концентрації 0,007%, що стало підґрунтям до проведення розгорнутих токсикологічних досліджень.

Гостру токсичність досліджуваного нанокомпозиту ВКНС визначали на білих мишах. Як свідчать результати досліджень, нанокомпозит за внутрішньошлункового введення у дозі 15500 мг/кг є нетоксичним – VI клас токсичності, «відносно нешкідливі речовини». Враховуючи, що нанокомпозит ВКНС вміщує 93% високодисперсного кремнезему, було вирішено для подальших досліджень використовувати його в дозі 100 мг/кг відповідно до інструкції для медичного застосування препарату «Силікс» (О. В. Ніцак, 2009).

У результаті досліджень встановлено, що нанокомпозит ВКНС зменшує токсичні прояви натрію нітриту та натрію фториду. Введення нанокомпозиту через 30 хв після ксенобіотиків підвищує ЛД50 останніх. Захисний індекс для натрію нітриту був більшим, аніж за комплексного введення з натрієм фторидом. Здійснені дослідження також засвідчують, що із застосуванням нанокомпозиту ВКНС зменшується гостра токсичність протитуберкульозних препаратів: ізоніазиду – в 1,16 раза за 30 хв до введення і в 1,26 раза – після введення; піразинаміду – в 1,47 та 1,32 раза, відповідно; етамбутолу – в 1,26 та 1,46 раза, відповідно. Зниження гострої токсичності досліджуваних препаратів при застосуванні нанокомпозиту ВКНС було достовірним (p<0,05). Антитоксичний ефект був більшим з використанням нанокомпозиту після введення ізоніазиду й етамбутолу. Для піразинаміду попереднє введення нанокомпозиту виявилося ефективнішим.

Препарат «Силікс» знижує токсичність протитуберкульозних препаратів: ізоніазиду – в 1,26 за 30 хв до введення і в 1,3 раза – після введення; піразинаміду – в 1,58 та 1,25 раза, відповідно; етамбутолу – в 1,43 та 1,25 раза, відповідно (О. В. Ніцак, 2009). Зниження детоксикаційних властивостей нанокомпозиту ВКНС у порівнянні з препаратом «Силікс» може пояснюватись зміною спектру сорбційних властивостей нанокомпозиту.

Препарат «Силікс» сорбує кишкову паличку, протей, псевдомонади та стафілококи до 1010 на 1 г, не виявляючи вибіркової дії щодо різних видів МО (К. В. Курищук і співавт., 2003). Нанодисперсний кремнезем взаємодіє з МО, утворюючи конгломерати, які легко видаляються з сорбентом (И. К. Курдиш и соавт., 2003). Однак ми висловили припущення стосовно того, що підвищення протимікробних властивостей високодисперсного кремнезему можливе за рахунок застосування НЧС. Токсичний вплив на бактеріальні клітини пов'язаний із руйнуванням молекул ліпополісахаридів під впливом НЧС, формуванням “осередків” підвищеної проникності мембрани і подальшим порушенням її цілісності (O. Choi et al., 2008).

Порівняльне дослідження протимікробної активності нанокомпозиту ВКНС, арґентуму нітрату та препарату «Силікс» показало високу антимікробну активність нанокомпозиту щодо S. aureus, E. coli, C. albicans та P. aeruginosa (табл. 2). Встановлено, що найбільш чутливою до дії нанокомпозиту ВКНС була E. coli: МІК – на рівні 330 мкг/мл, а МБК – 660 мкг/мл. Виявлено різний вплив нанокомпозиту ВКНС на грамнегативні та грампозитивні МО. Порівнявши МІК, ми встановили, що синтезований нанокомпозит ВКНС виявив однакову протимікробну активність стосовно E. coli та S. aureus. Однак бактерицидний ефект до E. coli проявився за концентрації нанокомпозиту ВКНС 660 мкг/мл, щодо грампозитивних МО тест-штаму S. aureus такий ефект зареєстрований за концентрації нанокомпозиту 2630 мкг/мл; це свідчить про вищу резистентність грампозитивних МО до нанокомпозиту ВКНС. Вірогідно, що виявлена в ході експерименту різна стійкість грамнегативних і грампозитивних бактерій до наночастинок срібла, які входять до складу нанокомпозиту, залежить від особливостей структури мікробної клітини, фізико-хімічних процесів, котрі відбуваються на поверхні високодисперсного кремнезему, та інших причин, що потребують подальшого вивчення (S. Egger et al., 2009).

Проведені дослідження також встановили фунгіцидні властивості нанокомпозиту ВКНС стосовно C. Albicans, які проявлялися за концентрації 2630 мкг/мл, у той час, як фунгістатичний ефект спостерігався за концентрації 660 мкг/мл.

Вплив нанокомпозиту ВКНС на культуру клітин P. aeruginosa проявлявся вищими показниками МІК (2630 мкг/мл) та МБК (5260 мкг/мл), що можна пояснити високою резистентністю P. aeruginosa до дії протимікробних препаратів, перед усім за рахунок утворення біоплівок (В. А. Горбунов и соавт., 2007; A. Oglesby-Sherrouse et al., 2014).

Порівняння результатів досліджень, у перерахунку на вміст чистого арґентуму, показало, що синтезований нанокомпозит ВККС за показником МІК проявляє вищі протимікробні властивості за арґентуму нітрат щодо E. Coli (у 2 рази), аналогічні – щодо C. Albicans, але поступається за дією на S. aureus і P. aeruginosa (у 2 та 9 разів, відповідно). Порівнюючи аналогічні результати за показником МБК, ми з’ясували, що нанокомпозит ВКНС проявляє аналогічні протимікробні властивості з арґентуму нітратом стосовно E. Coli та поступається за дією на C. Albicans, S. aureus і P. aeruginosa (у 2,25, 3,36 та 8,9 раза, відповідно).

Таблиця 2

  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©res.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка