Новости

16 июня, 2023 15:33

«Зеленые» технологии сделали антибактериальный гель с частицами серебра в 100 раз эффективнее

Ученые с помощью «зеленых» технологий синтезировали антибактериальные гели, содержащие наночастицы и нанокластеры серебра. Полученные структуры в 100 раз лучше, чем другие известные препараты на основе серебра, подавляли рост таких устойчивых к антибиотикам бактерий как Acinetobacter и Pseudomonas, которые часто вызывают внутрибольничные инфекции. При этом гели не оказывали токсического эффекта на клетки человека, благодаря чему их можно будет использовать при создании доступных и эффективных лекарств. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Materials Chemistry B.
Схема синтеза гелей и их микроструктура. Источник: Vishnevetskii et al. / Journal of Materials Chemistry B, 2023

Число бактерий, устойчивых к антибиотикам, растет с каждым годом. Причина этого заключается, в том числе, в том, что многие пациенты неправильно используют назначенные препараты и изменяют режим их приема без консультации с врачом. Риск того, что большинство бактерий потеряют чувствительность ко всем известным лекарствам, приводит к потребности в новых эффективных антибиотиках. Привлекательными с этой точки зрения представляются препараты на основе серебра — элемента, известного антибактериальными, противовирусными и противогрибковыми свойствами.

В России уже есть единичные примеры использования наночастиц серебра в перевязочных и стоматологических материалах, имплантах, катетерах. Однако для синтеза таких наночастиц применяются токсичные реактивы и стабилизаторы. В результате получаемые антибактериальные структуры, сохраняя следы токсичных веществ, могут оказаться небезопасными для человека в высоких концентрациях.

Ученые из Тверского государственного университета (Тверь) с коллегами синтезировали наночастицы серебра с помощью «зеленой» технологии, не требующей токсичных реактивов. Авторы заменили эти реактивы на обычные серосодержащие аминокислоты, которые присутствуют в организме человека. Эти молекулы выполняли одновременно три функции: восстанавливали чистое серебро из его солей, служили гелеобразующим и стабилизирующим агентом. В результате процесс создания гелей, содержащих наночастицы серебра, удалось свести к простой процедуре смешения растворов аминокислот и солей серебра, не требующей дополнительных токсичных реактивов и специальных условий.


Руководитель проекта Дмитрий Вишневецкий (ТвГУ), Мария Сухарева и Елизавета Владимирова (ИЭМ) за работой. Источник: Дмитрий Вишневецкий 

Авторы проверили антибактериальную активность полученного геля, нанеся его на колонии бактерий ESKAPE. Микроорганизмы, относящиеся к этой группе, вызывают внутрибольничные инфекции, такие как пневмонию и отит, и имеют устойчивость ко многим известным антибиотикам, включая гентамицин, сульфаметоксазол, меропенем и оксациллин. Эксперимент показал, что антибактериальный гель на два порядка лучше, чем другие известные препараты на основе серебра, подавляет не только рост бактерий, но и образование биопленок — своего рода обрастаний, часто формирующихся на стенках внутренних органов при хронических инфекциях дыхательных и мочевыводящих путей и усложняющих лечение соответствующих заболеваний.

Кроме того, эксперименты с культурами клеток человеческих тканей позволили доказать, что гели с наночастицами серебра не проявляют токсического эффекта, а, следовательно, безопасны для человека.

«Разработанная нами технология крайне проста и легко масштабируема, благодаря чему может применяться при создании препаратов для лечения острых и хронических, а также внутрибольничных бактериальных инфекций. Однако перед тем, как предложить использовать полученные нами гели на практике, мы планируем протестировать их на животных», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Дмитрий Вишневецкий, кандидат химических наук, доцент кафедры физической химии Тверского государственного университета.
В исследовании принимали участие ученые из Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (Москва), Московского физико-технического института (Долгопрудный), Института экспериментальной медицины (Санкт-Петербург) и Института биомедицинской химии (Москва).

Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
21 июня, 2024
Ученые СФУ смоделировали процессы кислородного сжигания «грязных» отходов
Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) в Красноярске разработали технологию получения д...
20 июня, 2024
Гипоксия плода и стресс матери могут приводить к никотиновой зависимости
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Института физиологии им. И.П. Павлова ...