Введение
Заживление ран, трофических язв и ожогов в настоящее время является актуальной проблемой [1]. Сохраняется тенденция к увеличению количества длительно текущих и рецидивирующих процессов [1]. Для лечения подобных, а также инфекционных заболеваний принято использовать антибиотики, но главной проблемой таких методов лечения является появление резистентности у микроорганизмов к данным лекарственным средствам [2-4]. Поэтому всё более актуальной становится разработка новых противомикробных препаратов, в том числе содержащих наночастицы. Особое внимание заслуживают наночастицы серебра. По литературным данным [5], наночастицы серебра имеют широкий спектр действия, что свидетельствует о возможности их применения в составе лекарственных препаратов в различных направлениях медицины, таких как: стоматология, дерматология, гинекология. Среди всех металлов серебро оказывает наиболее сильный бактерицидный и противовирусный эффект [5]. Серебро обладает более мощным антимикробным эффектом, чем пенициллин и некоторые другие антибиотики, оказывает губительное действие на антибиотикоустойчивые штаммы бактерий [1], а также не способствует появлению резистентных штаммов [2, 3].
На данный момент ведутся работы по разработке мягких [1, 5-6], жидких [8] и твердых лекарственных средств на основе наночастиц серебра [11]. Одним из средств является фармацевтическая субстанция Повиаргол. Механизм действия наночастиц серебра до конца не изучен. Считается, что наносеребро реагирует с пептидогликанами клеточной мембраны возбудителей инфекционных заболевании, блокируя их свойство передавать кислород внутрь клетки и приводя к гибели [10]. При этом действие серебра специфично не как у антибиотика, по виду возбудителя, а по клеточной структуре. Это связано с тем, что клетки высших организмов, в том числе человека, не содержат пептидогликан в мембранной структуре и в этом отношении недоступны для наночастиц [5, 9,10]. Также серебросодержащие препараты обладают противовоспалительным действием на повреждённых поверхностях кожи и слизистых оболочках. Данный эффект проявляется за счет уменьшения хемотаксиса, а также влияния на такие цитокины, как интерлейкин 6, который является одним из важнейших медиаторов острой фазы воспаления, и фактором некроза [1]. Данные свойства наночастиц серебра могут быть использованы в гнойной хирургии; в стоматологии; в гинекологии, всё это подчеркивает актуальность исследований по разработке и дальнейшему изучению лекарственных средств на основе наночастиц серебра.
Цели и задачи работы
Цель работы: изучить спектр антимикробного действия фармацевтической субстанции на основе наночастиц серебра и создать антибактериальный пластырь на гидроколлоидной массе с использованием Повиаргола.
Задачи работы:
1. Из химических реактивов (нитрат серебра, поливинилпирролидон, дистиллированная вода) приготовить препарат Повиаргол.
2. Провести эксперименты по выявлению минимальной дозировки активного вещества (наносеребра) при различных концентрациях: 0.25%, 0.5%, 1%, 3%, 5% препарата Повиаргол на различных бактериях.
3. Сравнить препарат Повиаргол с другими аналогами (Диоксидин, Хлоргексидин), имеющимися в продаже.
4. Создать набухающий пластырь (на гидроколлоидной основе с использованием этиленгликоля) с добавлением Повиаргола.
5. Создать набухающий пластырь с использованием глицерина, изменив состав гидроколлоидной массы с добавлением Повиаргол.
Методика выполнения работы
В качестве полифункционального полимера был выбран поливинилприрролидон, так как он имеет ряд преимуществ: отличный стабилизирующий агент для наночастиц серебра в з
1Поле, отсутствие острой токсичности, контроль вязкости раствора.
Во время протекания реакции происходит перераспределение электронов таким образом, что меняется степень окисления у углерода, соседнего с атомом азота, присоединяется кислород, а избыток электронов отдается серебру.
Изготовление действующего вещества (Повиаргола). Рассчитали необходимое количество действующего вещества для получения 5% раствора Повиаргола
2. Подготовили необходимое оборудование и материалы для изготовления препарата: аптечные весы, набор гирь-разновесов, пипетка объемом 5 мл с ценой деления 0.1 мл, стерильные одноразовые пробирки, стеклянная палочка., электронный термометр, химические материалы (AgNO3 1.8г, H2O 18.6 мл, поливинилпирролидон (ПВП) 2.5 г)
3. При помощи пипетки отмерили 13,6 мл и 5 мл воды и растворили в ней ПВП и нитрат серебра соответственно.
4. Смешали полученные растворы и поместили их в воду с постоянной температурой 80 °C. В течение часа мы наблюдали реакцию, в которой поливинилпироллидон формирует мицеллоподобные коллоидные структуры, внутри которых происходит рост одномерных наночастиц серебра. Коллоидное состояние мы пронаблюдали с помощью лазерной указки, также наблюдали изменение цвета от оранжевого до кофе с молоком, что соответствует описанию в методике.
Рис. 1 Протекание реакции в первую минуту Рис. 2 Реакция через 3 минуты
Рис. 3 Реакция через 5 минут Рис. 4 Реакция через 1 час
Эксперимент с концентрацией действующего вещества
Методика постановки эксперимента была построена на основе максимально упрощенного ОФС.1.2.4.0010.15. Определение антимикробной активности определяли методом диффузии в агаре.
Готовили растворы испытуемого образца препарата в следующих концентрациях: 0.25%, 0.5%, 1%, 3%, 5%
Среду АГВ по 15 мл разливали в чашки Петри. После застывания и подсушивания агара в каждую чашку наливали по 5 мл среды АГВ, смешанной с тест культурой микроорганизма Staphylococcus aureus (5 МЕ (или ЕД) - 500 000 000 КОЕ/мл, Candida albicans 20 ЕД - 20 000 000 000 КОЕ/мл) (см таблицу 1). После застывания второго слоя агара на его поверхность наносили тампоны из марли и ваты, пропитанные раствором испытуемого средства или известными антисептиками. Через 18-24 часа термостатирования при 37°С измеряли диаметр зон задержки роста.
Получили следующие результаты посевов с различными концентрациями Повиаргола: слева - штамм Candida albicans, справа - Staphylococcus aureus.
Рис. 5 Результаты посевов Повиаргола с концентрацией действующего вещества 0.25%
Так же мы провели эксперименты с другими антисептическими препаратами, а именно Хлоргексидин, Диоксидин. Использовалась готовая лекарственная форма (б/разведения).
Создание готового продукта - пластыря
Далее разработали технологию создания антибиотико-резистентного пластыря с использованием 1,5% раствора Повиаргола. На данный момент препарат применяют с использованием марлевой повязки, у которой есть недостатки : высыхание повязки через несколько часов . Поэтому в качестве материала, контактирующего с раневой поверхностью, было решено использовать гидроколлоид , лишенный всех вышеперечисленных недостатков. Нанесли гидроколлоидную массу на заготовки пластыря.
Рис.6 Пластырь с нанесенной смесью
Далее у нас появился вопрос – а что, если этиленгликоль заменить трехатомным спиртом – глицерином, ведь они схожи по строению.
Использовав результаты предыдущих опытов, повторили эксперимент, но вместо этиленгликоля использовали глицерин. Из эксперимента сделали вывод – в качестве основы для гидроколлоидной массы можно использовать не только этиленгликоль, но и глицерин.
4. Результаты
Данные результата эксперимента посевов занесли в таблицу.
Таблица 1. АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ ПРЕПАРАТОВ
(по величине зоны задержки роста, в мм)
|
Микроорганизм, исходное разведение (по стандарту мутности, ед.) |
ПОВИАРГОЛ (концентрации, %) |
Диоксидин готовая лек.форма (б/разведения) |
Хлоргексидин раствор готовая лек.форма (б/разведения) |
||||
|
0,25 |
0,5 |
1 |
3 |
5 |
|||
|
Candida albicans, 20 ед. |
0 |
4* |
5* |
5* |
5* |
0 |
0 |
|
S.aureus, 5 ед. |
4* |
4* |
5* |
5* |
5* |
6 |
8 |
Примечание: * - зона задержки роста микроорганизма равная 4 мм и более свидетельствует о наличии антимикробной активности препарата.
Из эксперимента сделали вывод, что наиболее оптимальная концентрация действующего вещества составляет не менее 1%.
Получили коллоидную основу и изготовили на его основе пластырь.
В качестве основы для гидроколлоидной массы можно использовать не только этиленгликоль, но и глицерин.
Заключение
1.Получена коллоидная основа на основе наночастиц серебра в матрице ПВП
2.Изучен спектр антимикробного действия фармацевтической субстанции Повиаргол. Проведён ряд экспериментов по выявлению минимальной дозировки активного вещества (наносеребра) при различных концентрациях: 0.25%, 0.5%, 1%, 3%, 5% препарата повиаргол. Выяснена минимальная концентрация вещества 1%.
3. Получено сравнение с другими аналогами (диоксидин, хлоргексидин) по посеву на бактерии, что показало хорошие антибактериальные свойства полученного препарата.
4. Создан набухающий пластырь на гидроколлоидной основе с использованием этиленгликоля с добавлением Повиаргола.
5. Создан набухающий пластырь на гидроколлоидной основе с использованием глицерина, изменив состав гидроколлоидной массы с добавлением Повиаргола.
6. Полученный продукт обладает не только антибактериальными, но и антибиотико-резистентными свойствами.
Библиографическая ссылка
Габдрахманов Р.М. СОЗДАНИЕ, РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОГО ПЛАСТЫРЯ НА ГИДРОКОЛЛОИДНОЙ МАССЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА // Международный школьный научный вестник. – 2021. – № 6. ;URL: https://school-herald.ru/ru/article/view?id=1489 (дата обращения: 03.12.2024).