Выяснилось, что отдельные наночастицы серебра размером 10–25 нм собираются в агрегаты размером 60–90 нм, вокруг которых формируется полимерная оболочка толщиной 2–4 нм.
Было установлено, что в ходе синтеза формируется не только нанокристаллическое серебро, но и фаза хлорида серебра. Полученная система проявляет выраженную антибактериальную активность по отношению к Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa и Bacillus cereus.
Развитие у патогенных бактерий устойчивости к существующим противомикробным средствам требует постоянного обновления парка антибиотиков. Поэтому все большее значение приобретают альтернативные антибактериальные препараты. В последние годы в этом качестве активно используются наноструктуры на основе благородных металлов, например, серебра, поскольку они способны взаимодействовать с бактериальными клетками, внедряться в них и нарушать их кислотно-щелочной баланс.
Однако наночастицы серебра в определенных концентрациях могут быть цитотоксичными. Для снижения токсичности наночастиц их поверхность дополнительно модифицируют полимерной оболочкой. При этом предпочтение отдается биополимерам, в том числе хитозану и его производным.
Эти соединения обладают собственной антимикробной активностью; они являются биосовместимыми, что обусловливает их активное применение в медицине, например, для создания специальных повязок, систем доставки лекарств, материалов для пломбирования и т.д.
Большие перспективы имеют олигохитозаны, то есть хитозаны с молекулярной массой 2–16 кДа. По сравнению с полимергомологами, они обладают рядом преимуществ: большей растворимостью в воде и меньшей вязкостью растворов, а также большей антибактериальной активностью в ряде сред.
Фото: Фотографии наночастиц серебра, выполненные методом просвечивающей электронной микроскопии (TEM) / © Екатерина Уродкова, ИФХЭ РАН
Электронная микроскопия показала, что синтезированные наночастицы серебра размером от 10 до 25 нм собираются в агрегаты диаметром 60–90 нм, покрытые оболочкой из олигохитозана. Наличие у олигохитозана реакционноспособных функциональных групп позволяет проводить дальнейшую функционализацию. Методом порошковой рентгеновской дифракции было обнаружено, что, помимо нанокристаллического серебра, в дисперсии присутствует также фаза хлорида серебра. Вероятно, она формируется в начале синтеза. Эксперименты показали, что полученные дисперсии обладают антимикробной активностью по отношению к ряду грамположительных и грамотрицательных бактерий. От наличия фазы хлорида серебра и концентрации в ней остаточных ионов серебра эта активность зависит незначительно.
Работа выполнена в сотрудничестве с кафедрой биотехнологии и промышленной фармации Института тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова (РТУ МИРЭА), Институтом элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук, Институтом кристаллографии им. А.В. Шубникова Российской академии наук, а также Научно-исследовательским институтом по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе.
По материалам: Ekaterina K. Urodkova, Ol’ga Ya. Uryupina, Vladimir E. Tikhonov, Natalia E. Grammatikova, Anastasia V. Bol’shakova, Anna A. Sinelshchikova, Alexandra I. Zvyagina, Dmitry N. Khmelenin, Elena S. Zhavoronok, Ivan N. Senchikhin. Formation Kinetics and Antimicrobial Activity of Silver Nanoparticle Dispersions Based on N-Reacetylated Oligochitosan Solutions for Biomedical Applications. Pharmaceutics 2023, 15, 2690.
DOI: 10.3390/pharmaceutics15122690
Материал подготовлен: Ольга Макарова / Пресс-служба ИФХЭ РАН
В других источниках:
Коммерсантъ. Наука 18/01/2024