VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Возможности использования ранозаживляющих средств, содержащих наночастицы серебра, сплава меди и цинка в военно-полевой хирургии
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
21 век – время стремительного развития биологии, химии, генной и клеточной инженерии - изучение механизмов регенерации тканей и органов, внедрение новых технологий тканевой инженерии. Большие перспективы в этом направлении связаны с нанотехнологиями, позволяющими создать принципиально новые материалы с максимально полезными свойствами, которые могли бы найти широкое применение в практике военно-полевой хирургии, значительно повысив эффективность лечения раненых в условиях военных действий.
Изучение возможности применения наноматериалов в медицине является приоритетным направлением современной науки, позволяющим решать самые важные проблемы в данных областях. Это и обуславливает актуальность выбранной темы. Практическая значимость работы заключается в возможности использования наночастиц различных металлов с целью оптимизации регенерации повреждений мягких тканей в наружной терапии кожных ран и ожоговых поражений и как перспективную альтернативу антибиотикам.
Объектом исследования послужили наночастицы серебра, сплава меди и цинка.
Предметом исследования -возможности ихиспользования для лечения ран и ожогов в практике военно-полевой хирургии.
Цель исследования: изучение влияния наночастиц серебра, сплава меди и цинка на заживление экспериментальных ран лабораторных животных (крыс линии Wistar).
В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:
1. Изучить основные виды повреждений кожи при ранениях и особенности оказания первой медицинской помощи в военно-полевых условиях.
2. Выявить на основе анализа различных источников характерные виды, особенности наноструктур, их свойства и возможности применения в медицине.
3. Рассмотреть свойства и действие на живой организм наночастиц серебра, меди и цинка.
4. Приготовить для проведения исследования два аэрозольных спрея: один на основе наночастиц серебра, другой - сплава меди и цинка.
5. Исследовать практическое действие наночастиц серебра, сплава меди и цинка на заживление экспериментальной раны лабораторных животных.
Гипотеза исследования: если наночастицы серебра, сплава меди и цинка обладают бактерицидными свойствами, повышают эффективность заживления кожного покрова, то их можно использовать в практике военно-полевой хирургии.
Методы исследования: анализ литературных источников по теме исследования, эксперимент, наблюдение, сравнение, обобщение.
База проведения исследования: операционная вивария Оренбургского государственного университета и лаборатория Федерального научного центра биологических систем и агротехнологий РАН под руководством д.м.н., профессора С.В. Нотовой.
|
1. Теоретическое обоснование эффективности влияния наночастиц на лечение ран и ожогов в практике военно-полевой хирургии |
|
1.1. Основные виды поражений кожи и особенности оказания первой медицинской помощи в военно- полевых условиях |
|
Военно-полевая хирургия имеет ряд особенностей. Это, прежде всего, массовый характер поражений и их исключительная тяжесть, вызывающая смертельный исход на поле боя. Неблагоприятные условия создания асептической обстановки на поле боя для оказания хирургической помощи раненым, тесная зависимость работы санитарных учреждений от общего характера развития боевых операций, а также часто непредвиденный объем и характер хирургической помощи, требуют быть всегда наготове к решению трудных задач оказания помощи раненым. Основными видами повреждений кожных покровов являются раны и ожоги. Что же такое рана? Рана – это нарушение целостности кожного покрова и слизистых оболочек, которое может сопровождаться повреждением глубоколежащих тканей: мышц, суставов, костей и внутренних органов. А ранением называется повреждение тканей и изменения в организме, являющиеся следствием нанесенного повреждения [6]. Раны бывают: огнестрельные, резаные, рубленные, колотые, ушибленные, рваные размозженные, укушенные [3]. Ожог - вид повреждения тканей, вызванный действием горячим паром, огнём, высокой температурой или действием некоторых химических веществ (например, щелочей и кислот). Опасность ожогов заключается в том, что если любое другое ранение начинает заживать чуть ли не в момент возникновения, то во время ожога возникает иннервация всей ожоговой поверхности и нарушается кровообращение [22]. В военных действиях ожоги могут возникнуть при применении специальных видов оружия - атомного оружия взрывного действия и горючих смесей и, а также зажигательными средствами: напалмом, белым фосфором, термитом,пирогелем и другими. Кроме того, ожоги могут возникать и при пожарах, например, в оборонительных сооружениях, горящих танках, самолетах или на кораблях (горячим паром при наличии неисправности и повреждении котлов и паропроводов). При атомном взрыве ожоги наносятся световым излучением, а также раскаленным воздухом ударной волны. Действие любого повреждающего агента на кожные покровы вызывает свертывание белка и, как следствие, гибель эпителиальных клеток (некроз).Препараты при лечении любых видов ожога должны иметь антисептический, ранозаживляющий и противовоспалительный эффект, а также защищать поверхность ожога от вторичного инфицирования и обеспечивать защиту клетки от повреждающего действия и активацию обменных процессов, улучшать кровоснабжение тканей, стимулировать заживление раны [19]. Таким образом, главными опасностями любого ранения являются кровотечения и гнойные осложнения в результате попадания в рану микробов. Они попадают в нее вместе с ранящим снарядом (пулей, осколком), увлекающим за собой в рану грязные куски одежды, земли и т.д. Это первичное микробное заражение раны. Вторично после ранения микробы могут попасть в рану с окружающей кожи, от прикосновения к ране грязными руками и другими предметами. Для предотвращения осложнений после ранения наиболее важным является своевременное и правильное оказание первой помощи - комплекса мероприятий, позволяющих временно устранить причины, угрожающие жизни и здоровью раненого, а также исключить развитие опасных осложнений. В первую очередь – это использование индивидуального перевязочного пакета из аптечки индивидуальной, которой обеспечивается каждый военнослужащий в боевых условиях. Благополучный исход сложных хирургических операций и быстрое возвращение раненого бойца в строй часто бывает предрешен на поле боя простой, но своевременно и правильно наложенной защитной повязки. Как говорил начальник главного Военно-санитарного управления Красной Армии генерал-полковник Е.И. Смирнов «Первичная повязка решает судьбу раненого», нацеливая на своевременное и качественное оказание первой медицинской помощи раненому. Первая помощь, кроме наложения защитной повязки, включает следующие мероприятия: остановка кровотечения, транспортная иммобилизация, снятие болевого синдрома и прием антибиотиков из аптечки индивидуальной [6]. |
|
На сегодняшний день актуальным является поиск принципиально новых ранозаживляющих средств, эффективных при лечении гнойно-воспалительных инфекций при ранении. |
1.2. Характеристика, виды, свойства и основные области применения наноструктур в медицине
Одним из наиболее перспективных и динамично развивающихся областей знаний в последние годы стали нанотехнологии, а возможности производства и использования нанообъектов задают тон научно-техническому прогрессу во многих отраслях, в том числе и в медицине.Одним из перспективных направлений наружной терапии кожных ран и ожоговых поражений является создание ранозаживляющих средств и перевязочного материала с наночастицами.
Наночастицы (от греч. «nanos» - карлик, гном) - мельчайшие молекулярные структуры размером от 1 до 100 нм), имеющие бесформенную или полукристаллическую конструкцию (согласно международной классификации (IUPAC). Предельный размер наночастиц соответствует уровням биологической организации от атомарного до субклеточного [5].
Соответствие наночастиц размерам биомолекул и некоторых надмолекулярных структур предопределяет новые возможности и направления их применения в биологии и медицине [17]. Понятие «наночастицы» связано не только с их размером, но и с проявлением у них новых свойств, отличных от свойств объемной фазы того же материала.
Редуцирование размеров частиц материи до нескольких нанометров приводит к тому, что большинство свойств вещества определяются расположением атомов и молекул. В обычном состоянии все атомы вещества находятся внутри, в то время как в наночастицах – на поверхности, что изменяет их свойства [2]. Например, у некоторых частиц меняется цвет, токсичность, проникающая способность, термостойкость, прочность, магнитные свойства, коэффициент оптического преломления, электропроводность и т. п. [7].
На данный момент наука о нанотехнологиях очень молода, хотя сами агрегаты и объекты, обладающие наноразмерами, существуют столько же времени, сколько существует жизнь на Земле. Условно их можно разделить на несколько классов: биологические и биогенные; супермагнитные; углеродные; полимерные; перфторуглеродные; неорганические; дендримеры; квантовые точки; полимерные мицеллы; липосомы [1][5].
Разнообразие наноматериалов обусловливает и разнообразие технологий их получения (таблица №1, приложение 1).
1.3. Свойства наночастиц серебра, цинка и меди
На сегодняшний день приоритетным направлением наномедицины является использование наночастиц различных металлов, что дает новые возможности для диагностики и лечения опухолей, доставки лекарственных веществ в определенные конкретные органы, ткани, клетки и органеллы, а также использование их как перспективную альтернативу антибиотикам.
Самый сильный естественный антибиотик, известный человеку - это серебро. Доказано, что оно способно уничтожить более чем 650 видов бактерий (для сравнения – спектр действия любого антибиотика 5–10 видов бактерий), поэтому серебро используется человеком для уничтожения различных микроорганизмов на протяжении многих веков, а с развитием нанотехнологий открываются новые перспективы применения серебра в медицине. Ионы и наночастицы – это два совершенно разных понятия.
Ион – это один атом серебра, лишённый электрона, из-за чего заряженный и всегда очень активный, а соединяясь с каким-либо веществом, он перестаёт быть чистым серебром – становится частью какой-то другой молекулы, которая уже не имеет тех свойств, ради которых ион был использован в составе продукта. Чтобы ионам серебра попасть в дерму, нужно использовать такое количество лекарственного препарата, которое окажет негативное влияние на организм и может привести к длительному отложению в организме серебра, его соединений или серебряной пыли, кожа может принять серый оттенок. Нельзя забывать, что серебро представляет собой тяжёлый металл и большое его содержание в организме вредно.
Наночастица – это несколько тысяч нейтральных атомов серебра, объединённых в маленькие кристаллы. Из их природы возникают и отличия в их активности и безопасности для человека, наночастицы химически неактивны, но активны в отношении простейших микроорганизмов и могут оказывать полезное действие дольше.
Наночастицы серебра на самом деле обладают уникальными свойствами. Они за счёт своего размера легко проникают во внутренние слои кожи и оказывают сильное антибактериальное действие.
Выяснено, что они в тысячи раз эффективнее борются с бактериями и вирусами, чем ионы серебра. Даже небольшая концентрация наночастиц серебра способна уничтожать бактерии, грибки и вирусы (в то числе и вирус СПИДа). Кроме того, в отличие от антибиотиков, убивающих не только вредоносные бактерии, но и пораженные ими клетки, действие наночастиц очень избирательно: они действуют только на микробы, клетка при этом не повреждается. Согласно исследованиям ученых, для того, чтобы убить одинаковое количество бактерий, ионов в растворе нужно в 100 раз больше, чем наночастиц. Поэтому, даже очень маленькое содержание наносеребра в продукте способно обеспечить очень серьёзный антивирусный, антибактериальный или антигрибковый эффект [15](таблица №2, приложение 2).
Ранозаживление является сложным процессом, протекание которого требует баланса микроэлементов, антиоксидантов и других факторов. Так, медь и цинк играют исключительную роль в жизнедеятельности организмов, ускоряют процессы полноценной регенерации тканей, а, значит, обладают ранозаживляющими свойствами, ускоряя репаративную регенерацию [12].
Таким образом, использование наночастиц серебра, меди и цинка с заданными физико-химическими характеристиками для создания ранозаживляющих средств является перспективным направлением современной медицины, в частности - военно-полевой хирургии [14].
Одним из уникальных свойств наночастиц оксида цинка является их способность поглощать широкий спектр электромагнитного излучения, включая ультрафиолетовое, инфракрасное, микроволновое и радиочастотное. Возможность наночастиц оксида цинка рассеивать электромагнитные волны используется в тканях одежды для придания ей свойств невидимости в инфракрасном диапазоне за счет поглощения излучаемого человеческим телом тепла. Такая одежда (например, камуфляжи), невидимая в широком диапазоне частот – от радио до ультрафиолета, просто незаменима в военных или антитеррористических операциях, поскольку позволяет вплотную подойти к противнику без риска быть замеченным приборами ночного видения [11].
Кроме того, эти наночастицы также можно использовать для приготовления солнцезащитных кремов, мазей и других препаратов.
2. Экспериментальное подтверждение возможностей ранозаживляющего средства, содержащего наночастицы серебра, сплава меди и цинка для восстановления эпителиальных тканей
Исследования проводились на базе научно-производственной лаборатории клеточных технологий и операционной вивария Оренбургского государственного университета под руководством доктора медицинских наук, профессора Нотовой Светланы Викторовны.
Эксперимент проводился на крысах линии «Wistar», являющихся наиболее популярными крысами в лабораторных исследованиях (приложение 3). Они одни из самых ценных и распространенных объектов для проведения научных экспериментов - от облучения дозами радиации и испытании новых препаратов до изменения генома, т.к. состав крови, структура тканей и даже геном крысы (более 90%)очень схожи с человеком. Прежде, чем провести клинические исследования на человеке, например, при оценке терапевтической эффективности лекарственных препаратов или воздействия токсических веществ на организм, исследования проводят на крысах в научно- исследовательских лабораториях [9].
2.1. Изучение действия наночастиц серебра, сплава меди и цинка на бактерии Escherichia coli
|
Исследование по изучению токсичности наночастиц Ag и сплава Cu/Zn было проведено в лаборатории на базе ФНЦ БСТ РАН. С этой целью определялась интенсивность биолюминесценции бактерии Escherichia coli под действием наночастиц разной концентрации (согласно методическим рекомендациям утвержденными Главным государственным санитарным врачом РФ 26.02.1996 N 01-19/16-17). В ходе исследования было определено следующее: наночастицы серебра в концентрации 0,003 М вызывают 80 % тушения свечения биосенсора Escherichia coli. Для наночастиц сплава меди и цинка концентрация 0,00019 М вызывает аналогичную реакцию. Токсичность наноматериалов определялась после 180 минут контакта Escherichia coli [16]. На основе этих данных было приготовлено 2 аэрозольных спрея, один из которых содержал НЧ Ag, а другой НЧ сплава Cu/Zn (приложение 4). |
|
2.2. Исследования эффективности действия ранозаживляющего средства с наночастицами на заживление экспериментальной раны лабораторных крыс линии Wister в экспериментальных условиях Цель: изучение эффективности действия ранозаживляющего средства с наночастицами металлов на заживление экспериментальной раны в сравнении с заживлением экспериментальной раны без применения наночастиц. |
Материалы и методы исследования
Исследования были проведены в условиях экспериментально-биологической клиники ФНЦ на модели крыс линии «Wistar», которые содержались на стандартной диете для лабораторных животных (ГОСТ Р 50258-92) согласно правилам лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ 3 51000.3-96 и 51000.4-96). Эксперименты проводились в соответствии с требованиями гуманного обращения с животными [18].
Для проведения эксперимента были отобраны 6-месячные крысы-самцы массой 180 г, из числа которых методом пар-аналогов были сформированы три группы: одна контрольная и две опытные. В течение 14 дней подопытные животные находились на подготовительном периоде, их кормление осуществлялось комбикормом на основе пшенично-ячменной кормосмеси 70%, с содержанием 172,3 г/кг сырого протеина.
Взвешивание наночастиц производилось на лабораторных весах MS105DU, заводской номер В 346986489, фирма-изготовитель «Metller Toledo», проверенные в соответствии с методикой проверки весов лабораторных MS.ML (Свидетельство о проверке № МТ-1014).
Подготовку препарата наночастиц проводили в физ. растворе на ультразвуковом диспергаторе (f-35 кГц, N-300 Вт, А-10 мкА), путем диспергирования в течение 30 минут.
Ход работы:
Животные были разделены на три группы по 5 особей в каждой: первая группа – контрольная, вторая – I опытная, третья – II опытная.
Режим содержания и питания был одинаков во всех экспериментальных группах. Исследования проводились в течение 14 суток (приложение 5).
Всем лабораторным животным под стандартным подкожным наркозом были нанесены экспериментальные раны до мышечного слоя. Повреждения, длиной 10 мм, наносились с помощью хирургических инструментов (приложение 6). В контрольной группе раны были обработаны физиологическим раствором. В I опытной группе на раны нанесен раствор наночастицы серебра (C=0,003 М). В II опытной группе на раны нанесен раствор наночастиц сплава меди и цинка (C=0,00019 М).
Во время учетного периода фиксировались наблюдения на первые, седьмые и четырнадцатые сутки эксперимента (приложение 7).
Критерии, по которым производилась фиксация следующие: оценка внешнего вида и размеров раневой поверхности, морфологический и биохимический анализ крови. На основе анализа полученных данных были сформулированы выводы, каким образом наночастицы взятых металлов влияют на заживления ран.
Результаты: у животных опытной группы, получавших лечение раствором наночастиц серебра, происходило более быстрое заживление раневой поверхности во все сроки исследования, чем в группе сравнения (контрольной группе) и во второй опытной группе, что связано с выраженным антибактериальным действием наночастиц серебра. Результаты заживления ран представлены на фотографиях (наночастицы серебра). В таблице №3 представлены размеры раневой поверхности, при обработке раневой поверхности раствором наночастиц серебра (приложение 7).
На следующем этапе было доказано, что наночастицы серебра в данной концентрации (С=0,003 М) не обладают токсическим эффектом на живой организм. Для этого был проведен морфологический и биохимический анализ крови.
Основные исследования крови - это морфология. Они являются способом отличить здорового животного от больного. Морфологическое исследование крови состоит из подсчета количества форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов). Одновременно определяли количество гемоглобина в крови, так как между числом эритроцитов и количеством гемоглобина всегда имеется определенное взаимоотношение.
Из хвостовой вены лабораторных животных (крыс линии Wistar) был взят забор крови на анализ. Данные обработаны с помощью автоматического гематологического анализатора URIT-2900 Vet Plus и занесены в таблицу. Из таблицы №4 видно, что наночастицы серебра не оказали токсического воздействия на организм, т.к. все показатели были близки к контрольным значениям и находились в пределах нормы для раны (приложение 8).
АСаТ (аспартатаминотрансфераза), АЛаТ (аланинаминотрансфераза) и ЛДГ (лактатдегидрогеназа) – ферменты, которые широко используются в медицинской практике для диагностики повреждений органов и тканей в организме. При токсическом воздействии на организм происходит цитолиз клеток (разрушение) и эти ферменты попадают в кровяное русло, их концентрация повышается, что выявляется лабораторными методами [24].
Биохимический анализ сыворотки крови проводился на автоматическом биохимическом анализаторе СS-T240 (производитель – «Dirui Industrial Co., Ltd», Китай) с использованием коммерческих биохимических наборов для ветеринарии ДиаВетТест (производитель – Россия) и коммерческих биохимических наборов Randox (производитель – США). Анализатор Dirui CS-T240 (нормы: АЛаТ: 20-92 E/л; АСаТ: 150-300 Е/л;ЛДГ: 1241-1750 Е/л) (приложение 8).
Из таблицы №5 видно, что наночастицы серебра не оказали токсического воздействия на организм на протяжении всего эксперимента. Все показатели были близки к контрольным значениям.
Выводы: проведенный анализ данных об уменьшении площади ран у экспериментальных животных под воздействием раствора наночастиц серебра показало их позитивное воздействие на процесс заживления экспериментальных ран, превосходящее скорость заживления ран в группе сравнения; токсического воздействия на организм не было обнаружено. При обработке ран раствором сплава меди и цинка положительных результатов не наблюдалось.
Заключение
В ходе исследования были изучены физико-химические, регенеративные свойства и возможности использования ранозаживляющего средства с наночастицами металлов для лечения ран и ожогов, что особенно важно в условиях военно-полевой хирургии.
Изучение и анализ литературы показал, что основными видами поражений кожи в условиях военных действий являются инфицированные раны различной этиологии, термические и химические ожоги.
Лабораторный эксперимент доказал, что использование средства с наночастицами серебра создаёт благоприятные предпосылки для ускоренного восстановления структуры и функций кожного покрова и открывает широкие возможности использования данного средства для оказания первой помощи при ранениях в военно-полевых условиях.
Эффективность лечения повреждений кожи может быть значительно повышена при использовании ранозаживляющих средств с наночастицами серебра, т.к. данные наночастицы обладают бактерицидными свойствами, следовательно, ранозаживляющим эффектом, что делает перспективным их исследование в плане оптимизации регенерации повреждений мягких тканей.
Таким образом, цель исследования достигнута, а выдвинутая гипотеза частично подтверждена.
Таким образом, перспективным направлением своих дальнейших исследований считаем процесс создания перевязочного материала или мази с наночастицами серебра в виде индивидуального одноразового пакета с целью эффективного оказания первой помощи в военно-полевых условиях.
Список использованной литературы:
Абаева Л.Ф. Наночастицы и нанотехнологии в медицине сегодня и завтра/ А.ф. Абавева //Альманах клинической медицины. – 2010 - №22. – С. 10-15
Арчаков А.И. Нанобиотехнологии в медецине: нанодиагностика и нанолекарства. Актовая речь, Москва, 2009.
Военная медицинская подготовка: Учебное пособие. – Павлодар: ПГПИ, 2013. – 195 с.
Военно-полевая хирургия. Руководство к практическим занятиям: учеб. пособие / [М. В. Лысенко и др.] ; под ред. М. В. Лысенко.
Гусев А.И. Наноматериалы, нанострактуры, нанотехнологии. М., Физматлит, 2005. Роснано. Список терминов
Еланский, Н. Н. Военно-полевая хирургия: Пособие для военных врачей. — Изд. 5-е, исп. и доп. — Л.: МЕДГИЗ, 2010. — 288 с.
Кобаяси Н. Введение в нанотехнологию: пер. с яп. / Н. Кобаяси. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008 – 136 c., с. 16
Мирошников С.А., Сизова Е.А. Наноматериалы в животноводстве (обзор) // Вестник мясного скотоводства, - № 3 (99), 2017, – с. 7-22
Нотова, С.В. Морфобиохимические параметры крыс при введении наночастиц диоксида титана / С.В. Нотова, Т.В. Казакова, О.В.
Онищенко Г. Г., Тутельян В. А., Гмошинский И. В., Хотимченко С. А. Развитие системы оценки безопасности и контроля наноматериалов и нанотехнологий в Российской Федерации // Гигиена и санитария № 1, 2013 г. – с. 6-7
Радаева О.В. Свойства и применение наночастиц. Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики Самара, Россия, 2017.
Рахметова А.А., Богословская О.А., Ольховская И.П., Ранозаживляющие средства нового поколения на основе наночастиц меди. Российский университет дружбы народов, г. Москва
Роко М. Перспективы развития нанотехнологий: национальные программы, проблемы образования // Ж. Рос. хим. об-ва им. Менделеева, 2002, т. XL VI, №5
Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. Большое в малом.
Смотрин С. М. Влияние перевязочного материала, содержащего наночастицы золота или серебра, на заживление экспериментальной раны / С. М. Смотрин // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. – 2012. - №1 – с. 75 – 80
P.Jackson, N.Raun Jacobsen, A. Baun Bioaccumulation and ecotoxicity of carbon nanotubes // Central Journal. - 2013
Улащик В.С. Перспективы и проблемы использования наночастиц и нанотехнологий в онкологии. // Здравоохранение № 9 – 2014, с. 24
Хабриев Р.У. «Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» / под ред. Р.У. Хабриева. – 2-изд., перераб. И доп.. – М.: ОАО Изд. «Медицина». – 2005 г. – 832 с.
http://voenchel.ru/index.php?newsid=3000
http://www.nanonewsnet.ru/articles/2009/dualizm-nanochastits
http://www.rusnanonet.ru/articles/73381/
http://www.stranamam.ru/article/12578746
Jackson H.F., Broadhurst P.L. The effects of parachlorophenylalanine and stimulus intensity on open-field test measures in rats. Neuropharmacology. – 1982. – Vol. 21. – P. 1279-1282.
24. European Commission. Communication from the Commission to the European Parliament, the Council and the European Economic and Social Committee. Second regulatory review on nanomaterials. Brussels, 3.10.2012, COM (2012) 572 final.
Приложение 1
Таблица №1. Основные подходы к синтезу наноструктур
|
Физический |
Химический (биохимический) |
|
«сверху вниз» - дробление более крупных частиц (измельчение, дезинтеграция, диспергирование) |
«снизу вверх» - из отдельных атомов и молекул (укрупнение, агломерация, агрегация) |
Методы получения наночастиц
* сверху – вниз
** снизу – вверх
Приложение 2
Таблица №2. «Сравнительная характеристика ионов и наночастиц серебра»
|
№ |
Показатели |
Ион серебра |
Наночастица серебра |
|
1. |
Состав |
один атом серебра, лишённый электрона |
несколько тысяч атомов серебра, объединённых в маленькие кристаллы |
|
2. |
Химическая активность |
химически активен в процессе поиска недостающего электрона |
химически неактивна (активна в отношении микроорганизмов) |
|
3. |
Механизм воздействия на бактерии |
действует как токсин |
разрушает клеточную стенку бактерии |
|
4. |
Продолжительность действия |
быстро теряет эффективность после уничтожения бактерии |
длительная эффективность, способна уничтожить множество бактерий |
|
5. |
Способ защиты у бактерий |
адаптируются |
не выработан способ защиты |
|
6. |
Проникновение в дерму |
не все ионы способны преодолеть кожный барьер. |
легко проникает в дерму за счёт малого размера. |
Приложение 3
Проведение исследования на базе операционной вивария Оренбургского государственного университета под руководством профессора кафедры биохимии и микробиологии ОГУ С. В. Нотовой
Подготовительный период
Приложение 4
|
Приготовление раствора наночастиц серебра и сплава меди и цинка (ступенчатое разведение) |
|
Приложение 5
Схема проведения эксперимента
|
Лабораторные животные |
Группы |
Подгото вительный период (14 дней) |
15 день |
Учетный период |
|
Крысы линии Wistar |
Контрольная (n=5) |
Общий рацион |
Нанесение раны + физ. раствор |
Наблюде ние на 1-е, 7-е и 14-е сутки |
|
I опытная (n=5) |
Нанесение раны + НЧ-Ag (70 нм) (C=0,003 М) |
|||
|
II опытная (n=5) |
Нанесение раны + НЧ- Cu/Zn |
Крысы линии Wistar
(n=15)
II опытная
группа
I опытная
группа
Контрольная
группа
Нанесение раны + НЧ-Cu/Zn
Нанесение раны + НЧ-Ag
Нанесение раны + физ. раствор
Наблюдение на 1-е, 7-е и 14-е сутки
Фото
Оценка внешнего вида
Оценка размеров раневой поверхности
Определение площади раневой поверхности
Анализ
крови
Биохимические показатели
Приложение 6
|
Инструменты для проведения эксперимента |
Нанесение экспериментальной раны |
|
Измерение раневой поверхности |
Нанесение спрея с наночастицами металлов на раневую поверхность |
Приложение 7
Заживление раневой поверхности на 1-е, 7-е и 14-е сутки при обработке раствором наночастиц серебра
|
1-е сутки |
7-е сутки |
14-е сутки |
|
|
Контроль |
|||
|
Опыт |
Таблица №3. Размеры раневой поверхности
|
Конт-роль |
I опыт |
II опыт |
Конт- роль |
I опыт |
II опыт |
Конт- роль |
I опыт |
II опыт |
|||
|
1 сутки |
7 сутки |
14 сутки |
|||||||||
|
Размер раны (мм) |
0,9 |
0,8 |
0,9 |
0,6 |
0,4 |
0,6 |
0,4 |
0,3 |
0,4 |
||
Приложение 8
|
Забор крови на морфологический и биохимический анализ |
Биохимический анализ крови на автоматическом биохимическом анализаторе СS-T240 |
Таблица №4. Морфологические показатели крови
|
Показатель |
Контроль |
I группа |
|
1 сутки |
||
|
Эритроциты, 1012/л |
9,3±3,5 |
9,8±1,2 |
|
Гемоглобин, г/л |
163,0±3,0 |
164,0±3,0 |
|
Лейкоциты, 109/л |
7,6±0,04 |
7,8±0,4 |
|
Тромбоциты, 109/л |
384,0±3,0 |
387,5±4,5 |
|
7 сутки |
||
|
Эритроциты, 1012/л |
9,5±0,1 |
9,8±0,5 |
|
Гемоглобин, г/л |
163,5±8,5 |
157,0±12,0 |
|
Лейкоциты, 109/л |
7,3±0,2 |
7,1±1,2 |
|
Тромбоциты, 109/л |
382,0±3,0 |
385,5±17,5 |
|
14 сутки |
||
|
Эритроциты, 1012/л |
9,1±0,2 |
9,7±0,9 |
|
Гемоглобин, г/л |
160,0±8,5 |
157,0±6,0 |
|
Лейкоциты, 109/л |
6,8±0,05 |
7,3±0,09 |
|
Тромбоциты, 109/л |
387,5±0,5 |
383,0±2,0 |
Таблица №5 Биохимические показатели крови
|
Показатель |
Контроль |
I группа |
|
1 сутки |
||
|
АЛаТ, Е/л |
45,3±3,5 |
46,8±1,2 |
|
АСаТ, Е/л |
209,2±23,5 |
212,9±12,1 |
|
ЛДГ, Е/л |
1494,6±72,3 |
1500,0±53,0 |
|
7 сутки |
||
|
АЛаТ, Е/л |
50,7±4,9 |
52,3±1,1 |
|
АСаТ, Е/л |
202,8±7,6 |
198,2±6,2 |
|
ЛДГ, Е/л |
1537,5±104,5 |
1540,1±94,0 |
|
14 сутки |
||
|
АЛаТ, Е/л |
43,8±3,2 |
46,5±1,1 |
|
АСаТ, Е/л |
195,8±5,7 |
193,2,4±4,0 |
|
ЛДГ, Е/л |
1571,0±65,5 |
1568,0±117,1 |