Pages Navigation Menu
Submit scientific paper, scientific publications, International Research Journal | Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ЭЛ № ФС 77 - 80772, 16+

Download PDF ( ) Pages: 81-86 Issue: №10 (17) Part 1 () Search in Google Scholar
Cite

Cite


Copy the reference manually or choose one of the links to import the data to Bibliography manager
Buchanov V.D. et al. "ANTIBACTERIAL EFFECT OF MODIFYING SILVER NITRATE MONTMORILLONITE CLAY CONTAINING". Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal (International Research Journal) №10 (17) Part 1, (2021): 81. Thu. 12. Aug. 2021.
Buchanov, V.D.et al., (2021). ANTIBAKTERIALYNYY EFFEKT MODIFICIROVANOY NITRATOM SEREBRA MONTMORILLONIT SODERGHASCHEY GLINY [ANTIBACTERIAL EFFECT OF MODIFYING SILVER NITRATE MONTMORILLONITE CLAY CONTAINING]. Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal, №10 (17) Part 1, 81-86.
Buchanov V. D. ANTIBACTERIAL EFFECT OF MODIFYING SILVER NITRATE MONTMORILLONITE CLAY CONTAINING / V. D. Buchanov, A. A. Shaposhnikov, M. V. Pokrovsky и др. // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. — 2021. — №10 (17) Part 1. — С. 81—86.

Import


ANTIBACTERIAL EFFECT OF MODIFYING SILVER NITRATE MONTMORILLONITE CLAY CONTAINING

Буханов В.Д , Шапошников А.А , Покровский М.В , Везенцев А.И , Косовский Ю.А.5, Маголин Г.Ф.6, Панькова О.Н.7, Подпорин С.С.8, Охримчук Д.П.9, Круть У.А.10

1 Кандидат ветеринарных наук, доцент, НИУ БелГУ; 2доктор биологических наук, профессор, НИУ БелГУ; 3доктор медицинских наук, профессор, НИУ БелГУ; 4доктор технических наук, профессор, НИУ БелГУ; 5 кандидат медицинских наук, доцент, НИУ БелГУ; 6учебный мастер, НИУ БелГУ; 7соискатель, НИУ БелГУ; 8ассистент, НИУ БелГУ; 9аспирант; 10аспирант

АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ МОДИФИЦИРОВАНОЙ НИТРАТОМ СЕРЕБРА МОНТМОРИЛЛОНИТ СОДЕРЖАЩЕЙ  ГЛИНЫ

Грант РФФИ 01201265026.

Аннотация

Приведены результаты антибактериального действия модифицированной нитратом серебра монтмориллонит содержащей глины к широкому спектру микроорганизмов.

Ключевые слова: серебро, монтмориллонит содержащая глина, антибактерильное действие, антисептик.

Buchanov V.D.1, Shaposhnikov A.A.2, Pokrovsky M.V.3, Vezentsev A. I.4, Kosovsky U.A.5, Magolin G.F.6, Pankova O.N.7, Podporin S.S.8, Okhrimchuk D.P.9, Krut U.A.10

1PhD in Veterinary, associate professor, NRU BSU; 2doctor of Biology science, professor, NRU BSU; 3doctor of Medical science, professor, NRU BSU; 4doctor of Technical science, professor, NRU BSU; 5PhD in Medical, professor, NRU BSU; 6educational master, NRU BSU; 7postgraduate student; 8assistant, NRU BSU; 9postgraduate student; 10postgraduate student

ANTIBACTERIAL EFFECT OF MODIFYING SILVER NITRATE MONTMORILLONITE CLAY CONTAINING

Abstract

The results of the antibakterial action of silver nitrate modified montmorillonite clays containing a broad spectrum of microorganisms.

Keywords: silver, containing montmorillonite clay, antibakterial action, antiseptic.

Актуальность проблемы и краткий обзор литературных данных. На фоне переоценки места антибиотиков в профилактике и лечении гнойно-воспалительных заболеваний повышается интерес к антисептикам. Последние представляют химические вещества, обладающие противомикробным действием и использующиеся для нанесения на повреждённую и неповреждённую кожу, слизистые оболочки, полости и раны в целях лечения и предупреждения развития местных инфекционных поражений и сепсиса.

Учитывая широко известные антисептические свойства ионов серебра, идея создания и практического использования в медицине антимикробного серебросодержащего средства пролонгированного действия с высокими сорбционными и антитоксическими свойствами не теряет актуальности [5,8,13,14].

Принимая во внимание тот факт, что организм человека может накапливать различные потенциально опасные для здоровья вещества, необходимо корригировать состояние раны и снижать общую токсическую нагрузку [4].

Сорбенты – это вещества, которые оказывают положительное  действие на биологические поверхности организма или способны к выведению из него самых различных токсических  веществ. Принципиальным недостатком большинства известных сорбентов является их неселективность, что значительно осложняет прогнозируемое применение. Однако, возможно придание сорбентам селективности путём иммобилизации на их поверхности  специфических лигандов (микро- и макроэлементы, кластеры металлов, витамины, ферменты, аффинные рецепторы на конкретные биомолекулы, адаптогены, БАДы, антибиотики, цитокины, иммуномодуляторы, иммуноглобулиныи) [9,11].

Современные технологии позволяют готовить селективные  препараты серебра в самых разнообразных лекарственных формах, а именно: в виде раствора, геля, крема, аэрозоля, порошка, перевязочных материалов [1-3, 6,7]. Такое разнообразие лекарственных форм препаратов серебра делает универсальными. Терапевтический эффект, местно применяемых антибактериальных препаратов серебра, прямо пропорционален площади контакта лекарственной субстанции с раной. В свою очередь скорость извлечения Ag+ с поверхности препарата в рану обеспечивает надёжную защиту раны от патогенной микрофлоры в течении длительного времени. Одним из вариантов решения проблемы минимизации расхода серебра в лекарственной субстанции, является нанесение мелкодисперсного серебра на поверхность биологически инертного адсорбента с развитой поверхностью. В качестве адсорбентов могут быть использованы активированный уголь, алюмосиликаты, т.е. цеолиты, а также другие носители, отвечающие необходимым требованиям, предъявляемым к медицинским препаратам [12].

Иммобилизация серебросодержащих комплексов на поверхности энтеро- или вульнеросорбентов позволяет получать целый спектр новых комплексных препаратов, сочетающих в себе сорбционные свойств и качества, присущие препаратам серебра и в ряде случаев, повысить удельную активность серебра за счёт перехода от объёмных концентраций к поверхностным.

Перечень модифицированных серебром зарубежных и отечественных препаратов, в том числе  перевязочных и гигиенических средств достаточно обширен.

Для использования в медицине японские учёные предложили ряд композиций на минеральных носителях, где в качестве адсорбента используются алюмосиликатные цеолиты, в которых ионы Na+ замещены на катионы Ag+, Cu+, Zn2+  или NH4+ [15].

В патенте [3] США приведены примеры изготовления и состава антибактериальных композиций, а также результаты испытания их биоцидной активности. В качестве сорбентов-носителей для серебра и меди использовались Al2O3, SiO2, MgO, оксиды переходных металлов, лантаноидов.

Мексиканские исследователи предложили многокомпонентную аэрозольную бактерицидную композицию [1] для лечения ожогов, инфицированных ран, язв, псориаза, фурункулов, гангренозных отёков, а также для ускоренного заживления рубцов после хирургического вмешательства. В её состав входят: бактерицидный компонент ~ 3% частиц серебра с диаметром 1-10 мкм; 1,5% окислителя (перекись бензоила и др); ~5%болеутоляющих, местно анестезирующих веществ, например, хлоргидрата лидокаина; тонкоизмельчённый бентонит, предварительно подвергнутый обезвоживанию и стерилизации прокаливанием при 700-900˚С.

В Новосибирске группой учёных по руководством Е.М. Благитко создана мазь «Гидпрпент» для лечения послеоперационных ран, а также застаревших, обильно обсеменённых патогенной микрофлорой, трудно заживляющих ран, переходящих в трофические. Данный препарат является эффективным лекарственным средством, обладающим широким спектром воздействия. Мазь содержит коллоидное серебро, его стабилизатор – поливинипирролидон, гель полиэтиленоксида-1500 в качестве основы, а также прополис, метнонидазол и сорбент, выбранный из группы природных минералов на основе алюмосиликатов [6].

Введя в состав цеолита серебро, новосибирские исследователи разработали  антибактериальное средство «Арголит»  для лечения инфицированных ран [7]. Препарат представляет собой порошок цеолита Холинского месторождения, содержащий кластерное серебро в количестве 0,1-0,4% вес. с размерами кластеров 17-20 Ǻ.

Немецкие повязки Тender-wet фирмы «Paul Hartmann AG» используются для местного лечения ран во влажной среде, особенно плохо заживающих, таких как гангрена, пролежни, трофическая язва, и инфицированные раны. Тender-wet представляют собой многослойную раневую повязку, содержащую в качестве дренирующего сорбента полиакрилат. Сорбент обеспечивает эффективное удаление гнойного экссудата и способствует очищению ран, а также создаёт в ране влажную среду для формирования грануляционной ткани и ускоренного процесса эпителизации [2].

Основным недостатком многих известных лекарственных средств является высокая стоимость и недостаточная антибактериальная активность. При этом у возбудителей раневой инфекции часто развивается резистентность к антибактериальным средствам, что приводит к нарушению микроэкологии в ране.

Исходя из вышесказанного, целью нашего исследования являлось изучение антибактериальных свойств  сорбента содержащего катионы серебра.

В задачи исследования входило:

  • разработка эффективного и экономически целесообразного способа получения модифицированной нитратом серебра монтмориллонит содержащей глины;
  • изучение антимикробной активности модифицированной нитратом серебра монтмориллонит содержащей глины к широкому спектру микроорганизмов.

Материалы и методы. Для получения модифицированной глины исходный минерал, содержащий 5-70 масс. % монтмориллонита, обрабатывали несколькими способами с разной концентрацией растворов серебра нитрата и при различных температурных режимах: 1) 0,16-9,9 масс.%, перемешивали при температуре от 10˚С до температуры кипения смеси; 2) 3,2 масс.%, перемешивали  при температуре кипения смеси; 3) 0,16 масс.%, перемешивали при температуре 10-30˚С; 4) 9,9 масс.%, перемешивали при температуре 10-30˚С. Во всех вариантах соотношение глины и раствора нитрата серебра было 1:5, а продолжительность обработки при постоянном перемешивании составляла 3-7 часов. Далее, с целью удаления избытка нитрата серебра, модифицированный продукт промывали дистиллированной водой (рН 5-6). Затем отстаивали при комнатной температуре с ограничением доступа прямых солнечных лучей, декантировали и высушивали при температуре 100-120˚С, в результате чего получали мягкий, легко измельчаемый глинистый материал от светло- до тёмно-коричневого оттенка [12].

Химический состав обогащённой глины и модифицированных композиционных образцов определяли методом ренгентфлуоресцентного анализа на рентгеновском спекометре ARL OPTIMX.

Определение чувствительности грамположительных и грамотицательных бактерий, а также дрожжеподобных грибков к монтмориллонит содержащим глинам модифицицированных ионами серебра, проводили в стерильных условиях на плотных питательных средах с рН 7,2-7,4. Культивирование Escherihia coly, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella dublin, Salmonella enteridisStaphilococcus hyicus, Staphylococcus intermedius, Staphyliciccus aureus осуществляли на мясопептонном агаре (МПА), а Proteus vulgaris  и Candida albicans – на кровяном агаре. В питательную среду, охлаждённую до 45-48˚С, вносили взвесь исследуемого микроорганизма из расчёта 1·107 колониеобазующих единиц (КОЕ) на 1 мл МПА или кровяного агара и быстро разливали по чашкам петри, в которые предварительно были помещены стерильные навески исследуемого композиционного препарата. После тщательного перемешивания диапазон концентрации изучаемого образца в 1 мл питательной среды колебался от 1,56 до 100 мг [10].

Учёт результатов определения чувствительности микроорганизмов к глинистым образцам в зависимости от их концентрации в мясо-пептонном агаре и кровяном агаре проводили после их культивирования в термостате при температуре 37˚С в течении 16-18 часов.

Результаты и обсуждение. Было произведено обогащение монтмориллонит содержащей глины серебра нитратом. В результате проведённых исследований установлено содержание серебра в первой-пятой пробах соответственно: 0,10; 0,20; 3,36; 3,61; 4,35 (масс.%).

На следующем этапе,  было изучено влияние содержания серебра в глине и концентрации сорбента в МПА и кровяном агаре на рост патогенных штаммов.

Динамику снижения бактериологической концентрации микрооранизмов (в сравнении с контролем) в зависимости от содержания серебра (масс.%) и количества сорбента на 1 мл питательной среды можно проследить на рис.1 (а-и).

12-08-2021 11-21-46

Рис.1.а. Salmonella dublin

12-08-2021 11-22-04

Рис.1.б. Salmonella enteridis

12-08-2021 11-22-20

Рис.1.в. Staphilococcus hyicus

12-08-2021 11-22-33

Рис.1.г. Staphylococcus aureus

12-08-2021 11-30-06

Рис.1.д. Staphylococcus intermedius

12-08-2021 11-30-22

Рис. 1.е. Esherichia coli

12-08-2021 11-30-42

Рис. 1.ж. Pseudomonas aeruginosa

12-08-2021 11-35-00

Рис. 1.з. Proteus vulgaris

12-08-2021 11-35-16

Рис. 1.и. Candida albicans

 

Результаты исследования показали, что модифицированные формы сорбента с концентрацией серебра 3,36, 3,61 и 4,35 масс.% обладали более выраженным бактериостатическим действием, чем формы сорбента с концентрацией серебра 0,1 и 0,2 масс.%.

Сорбенты, с содержанием серебра 3,36 и 3,61 масс.%, подавляли рост Escherihia coly, Pseudomonas aeruginosa, , Staphylococcus intermedius, Staphyliciccus aureus, Candida albicans при концентрации сорбента 12,5 мг на 1 мл питательной среды. В то же время,  форма сорбента с содержанием 4,35 масс.% угнетала рост данных микроорганизмов при концентрации 6,25 мг на 1 мл питательной среды.

Угнетающее действие на рост микроорганизмов Salmonella dublin, Salmonella enteridis, Proteus vulgaris проявляли сорбенты с содержанием серебра 0,1 и 0,2 масс.% при концентрации 6,25 мг на 1 мл питательной среды . Однако, при данной концентрацией серебра  на штаммы Escherihia coly, Pseudomonas aeruginosa, Staphyliciccus aureus, Staphilococcus hyicus, Staphylococcus intermedius и Candida albicans также наблюдалось угнетающее действие на рост колоний, но при концентрации сорбента 25 мг на 1 мл питательной среды.

Однако, было замечено, что при использовании сорбента с низким содержанием ионов серебра (до 0,2 масс.%) патогенная микрофлора проявляла усиленный рост в сравнении с контролем.

Таким образом, оптимальным для подавления роста исследованных патогенных штаммов является сорбент с содержанием серебра 4,35 масс.% при концентрации сорбента 6,25 мг на 1 мл питательной среды, который был выбран для лечения модельных кожно-мышечных ран экспериментальных животных.

Заключение. Разработан эффективный способ получения модифицированной нитратом серебра монтмориллонит содержащей глины, отличающийся экономичностью используемых реактивов и меньшей продолжительностью процесса.

Изучена антимикробная активность модифицированной серебра нитратом монтмориллонит содержащей глины к широкому спектру микроорганизмов Определено оптимальное содержание серебра в сорбенте составившее 4,35 масс.%  при концентрации сорбента 6,25 мг на 1 мл питательной среды.

Список литературы

  1. De Cuellar Blanka Rosa A., Bello Luis Armando L. Метод приготовления композиций для лечения кожных болезней // Патент 4,828,832 США, МКИ А61 К 33/38; НКИ 424/618; РЖХ, 1990, 11<0>235П.
  2. Hanke Bernhard. Антимикробный продукт, предохраняющий тело // Патент 1,006,825 Германии, МКИ А 01 К 7/48; РЖ Медицина, 2002, N 4032П.
  3. Kepnet Bryan E., Mintz Eric A. Композиции, содержащие биоцидные соединения или адсорбент и/или катализатор, и способы их получения //Патент 6, 383,273 США, МКИ, А 01 N59/16; 59/20; РЖХим, 2002, 19<0>626П.
  4. Алексеев А.А. Местное лечение ожоговых ран // Российский медицинский журнал. – 2000. – №5. – С. 53-54.
  5. Благитко Е.М. Серебро в медицине / Е.М. Благитко., В.А. Бурмистров, А.П. Колесников, Ю.И. Михайлов, П.П. Родионов.  – Новосибирск.: Наука-центр, 2004. – 254 с.
  6. Благитко Е.М., Родионов П.П., Бугайченко Н.В,, Шорина Г.Н., Ильина В.Н., Минина А.В., Михайлов Ю.И., Бурмистров В.А., Одегова Г.В., Полунина О.А., Михайлов К.Ю., Богданчикова Н.Е., Авалос Борха Мигель, Антонов А.Р., Родионов А.П. Мазь «Гидропент» для лечения инфицированных ран/ Заявка на изобретение: 2003101786/15,22. Патент №2233652 РФ, МКИ 7 А 61 К 9/06, 31/4164, 33/38, 35/64; A 61 P 17/02. 2004. БИ №22.
  7. Благитко Е.М., Родионов П.П., Бугайченко Н.В,, Шорина Г.Н., Ильина В.Н., Минина А.В., Михайлов Ю.И., Бурмистров В.А., Одегова Г.В., Полунина О.А., Михайлов К.Ю., Богданчикова Н.Е., Авалос Борха Мигель, Антонов А.Р., Родионов А.П. Средство «Агролит» для лечения инфицированных ран / Заявка на изобретение : № 2002135207/15, Патент № 2245151 РФ, МПК 7 А 61 К 33/00, 33/38; A 61 P 17/02. 2004.
  8. Бурмистров В.А. Применение препаратов серебра в ветеринарии // ООО НПЦ «Вектор-Вита» (г. Новосибирск). [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.vector-vita.narod.ru/documents/papers/2007_nanohtm.
  9. Бурмистров В.А. Специфические сорбенты для профилактики и лечения различных заболеваний / В.А. Бурмистров, Л.Н. Рачковская, М.С. Любарский, Ю.И. Бородин, В.И.Коненков // ГУ НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАмн, ООО НТЦ «Векктор-Вита». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL:http://www.vector-vita.narod.ru/documents/papers/2007_nanohtm.
  10. Буханов В.Д., Везенцев А.И., Воловичева Н.А., Королькова С.В., Скворцов В.Н., Козубова Л.А., Фролов Г.В., Панина А.В., Сафонова Н.А. Сорбент // Патент РФ № 2471549.2013.
  11. БухановВ.Д.  Антибактериальные свойства монтмориллонит содержащих сорбентов / В.Д. Буханов, А.И. Везенцев , Н.Ф. Пономарева, Л.А. Козубова , С.В. Королькова, Н.А. Воловичева, В.А, Перистый //  Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. – 2011. – Т.17, № 21. – С. 57-63.
  12. Везенцев А.И., Воловичева Н.А. Способ модифицирования глины // Патент РФ № 2404921.2010
  13. Родионов П.П. Лекарственные препараты серебра на органических и неорганических носителях / П.П. Родионов, Г.В. Одегова, В.А. Бурмистров, Е.М. Благитко, Н.Е. Богданчикова, Ю.И. Михайлов // Новосибирский институт экономики  менеджмента , Новосибирская государственная медицинская академия, Centro de Ciencias de la Materia Condensada UNAM, Ensenada, Mexico и др. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vector.vita.narod.ru/Documents/2005/15_Lekarstv.htm.
  14. Родионов П.П. Лекарственные препараты серебра на органических и неорганических носителях  / П.П. Родионов, Г.В. Одегова, В.А. Бурмистров  и др. // Материалы научно-практической конференции «Серебро и висмут в медицине». – Новосибирск, 2005. – С. 87-104.
  15. Тухфатова Р.Ф., Бессарабова Е.В. Гематологические показатели кур при использовании препарата на основе серебра //Птица и птицепродукты. – 2013. – №1. – С. 39-41.
  16. Ямамото Тацуо, Утита Синси, Кукухара Ясуо, Накаямо Итиро. Получение дисперсии, содержащей бактерицид // Заявки 1-172301 Япония МКИ 4 А 01 N 25/10, 25/04. Заявл. 26.12.87, опубл. 07.07.89. // Кокай Токкё Кохо. Сер 3(2) – 1989. – 60 с. 1-9; РЖХим, 1990. – 13<0>372П.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.