Перспективи розробки інноваційного нанокомпозиту з сорбційними та протимікробними властивостями

Abstract

Проблема лікування ран, в тому числі гнійних, залишається однією з пріоритетних задач сучасності. Незважаючи на існування активних антибіотиків та дезінфектантів, постійно зростає число резистентних штамів, розмножуються полірезистентні збудники інфекційних захворювань. В фармакотерапії гнійних ран використовуються протимікробні препарати, репаранти разом з хірургічними і фізіотерапевтичними мето- дами. З сорбентів для лікування ран відомо призначення кремнезему і нанокремнезему для аплікаційної сорбції, останній входить до складу нанокомпозитів з наночастинками важких металів та іншими сполу- ками. В медицині, ветеринарії та сільському господарстві в якості дезінфікуючого засобу застосовують полігексаметиленгуанідину гідрохлорид. Була визначена ранозагоювальна дія гелю полігексаметиленгуанідину при опіковій рані, що перевищувала за активністю ранозагоювальну властивість референтного препарату ле- вомеколю. Швидкість реалізації ранозагоювального ефекту у полігексаметиленгуанідину при лінійній шкірно- м`язовій рані була більшою ніж у контрольних тварин. Разом з тим визначено, що полігексаметиленгуанідин при інгаляційному введенні може викликати запалення і розвиток фіброзу легенів. Розробка нанокомпози- ту, який, крім полігексаметиленгуанідину, містить нанокремнезем, може привести до отримання сполуки, що має меншу токсичність ніж полігексаметиленгуанідин та перевищує його за протимікробною активністю. Подальші більш детальні дослідження протимікробних та метаболітних властивостей композиту наноди- сперсного кремнезему з полігексаметиленгуанідином дозволять розширити дані щодо його фармакологічної активності.

Проблема лечения ран, в том числе гнойных, остается одной из приоритетных задач современ- ности. Несмотря на существование активных антибиотиков и антисептиков, постоянно растет число рези- стентных штаммов возбудителей инфекционных заболеваний. В фармакотерапии гнойных ран используют противомикробные препараты, репаранты вместе с хирургическими и физиотерапевтическими методами. Из сорбентов для лечения ран известно назначение кремнезема и нанокремнезема для аппликационной сорб- ции. Последний входит в состав нанокомпозитов с наночастицами тяжелых металлов и другими соединени- ями. В медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве в качестве дезинфицирующего средства применяют по- лигексаметиленгуанидин. Было установлено ранозаживляющее действие полигексаметиленгуанидина при ожоговой ране, которое превышало ранозаживляющие свойства препарата сравнения левомеколя. Быстро- та реализации ранозаживляющего эффекта полигексаметиленгуанидина при линейной кожно-мышечной ране была больше, чем у контрольных животных. Вместе с тем установлено, что полигексаметиленгуанидин при ингаляционном введении может вызывать воспаление и развитие фиброза легких. Разработка компо- зита, который, кроме полигексаметиленгуанидина, содержит нанокремнезем, может привести к получению соединения, обладающего меньшей токсичностью, чем полигексаметиленгуанидин, но превосходящего его по противомикробной активности. Дальнейшие, более детальные, исследования противомикробных и мета- болитных свойств нанокомпозита, содержащего нанодисперсный кремнезем и полигексаметиленгуанидин, позволят расширить данные относительно его фармакодинамики.

Problem of the wounds treatment including the purulent wounds is one of the priority tasks. The search of the new methods of the wounds treatment approach is connectеd with increase of the natural and technogenic catastrophes, military conflicts, conditional traumatism. The treatment of wounds must be complex including the antimicrobial drugs (antibiotics, antiseptics), reparants, remedies of liquid compensation, surgical and physiotherapeutic methods use. Last years the sorbents are used for the purulent wounds treatment. The sorbents have the wide sorbtion surface. During the sorbtion process the toxic metabolites connect with sorbents. The sorbents are used for limphosanitation and detoxication. The sorbents are distinguished by size, volume of pores and chemical nature of surface. In the medicine more often carbon activators and silica sorbents are prescribed. The silica sorbents have sorbtion, antimicrobial, limphodetoxicative, limphodrenage, immunoregulative properties and are recommended for application sorbtion. The sorbents with immobilize enzymes and reparants have the great significance. The sorbents help to defend the tissues from hypoxia, decrease the microcirculation disturbances, remove the metabolism changes, realize limphosanation and detoxication. After treatment with sorbents the tissues hyperhydration is fallen. There are nanoparticles of heavy metals such as silver, gold, cuprum, ferrum, polymers and their compounds, for example with nanosilica possessing antimicrobial and wounds healing properties. There was prospected and inoculated nanosilica sorbent “Sorbex” with antimicrobial, detoxication effects. Except of sorbtive and antimicrobial actions nanosilica compounds decrease pathogenetic filter. Toxicity of nanometals with silica in composites is less than toxicity of metals. Polymer compounds also have antimicrobial properties and wounds healing properties. It was inoculated the nanocomposite of nanodisperse silica with polymer polymethylensyloxane for the wounds healing. This composite has sorbtion, osmotic activity and antimicrobial, antitoxic influence. One of the guanidine polymer derivatives polyhexamethylenguanidine is used in medicine, veterinary, agrical culture in gel form. It was shown that polyhexamethylenguanidine has antimicrobial, antifungial and wounds healing properties in vitro and in vivo. It caused quicker burn wounds healing than referant drug levomecol. Under the polyhexamethylenguanidine influence the cutting wound has been healed quicker than the wound in the control animals. Polyhexamethylenguanidine is active opposite many polyresistant microbes and mold fungi on which the antibiotics don`t influence. Polyhexamethylenguanidine as one of the antiseptics and desinfective drugs, may be used in solution, in gel. Comparatively with chlorhexidinum polyhexamethylenguanidine influences on the more resistant microorganisms and fungi. Polyhexamethylenguanidine may influence as cation detergent, damages cells membranes acting on the lypopolysaccharides and mureine components of the cells’ membranes leading to the cells` lysis. Also the polymer may influence on the activity of cells enzymes. There are experiments that are shown that polyhexamethylenguanidine in inhalation may damage the lungs epithelium, cause fibrosis of lungs cells because of cytokines induction. The innovative composite consisting of polyhexamethylenguanidine with nanodisperse silica should be less toxity, more safety and more active than its components. The further investigations of the innovative composite sorbtive, antimicrobial, immunomodulating, antiinflammatory and metabolite effects will widen the knowledge about its properties.