Наночастицы меди и цинка в лечении экспериментальных ран

Бабушкина И.В., Гладкова Е.В., Мамонова И.А.

ФГБУ «СарНИИТО» Минздравсоцразвития России, г.Саратов, РФ

Традиционные методы профилактики и лечения раневой инфекции с помощью антибиотиков не всегда оправданы. Использование общей антибактериальной терапии для подавления микрофлоры в ране ограничено необходимостью введения больших доз антибиотиков, так как наряду с воздействием на бактериальную клетку, они оказывают отрицательное влияние и на организм больного — нарушают иммунитет, вызывают дисбактериоз, микозные поражения.

Исследование свойств наночастиц металлов показало их ранозаживляющую активность, регенерирующие и бактерицидные свойства, что делает перспективным их использование для лечения гнойно-воспалительных осложнений. Известно, что зона биотического действия наночастиц металлов находится значительно ниже порогов их токсического действия Уникальные свойства наноматериалов и их биологическая активность могут быть использованы для создания нового класса антибактериальных и ранозаживляющих средств. Биологически активные наночастицы металлов обладают пролонгированным действием из-за наличия на их поверхности защитного оксидного или гидроксидного слоя, предотвращающего быстрое растворение металла-основы. Показано, что высокодисперсный порошок цинка обладает способностью депонироваться в месте введения и постепенно поступает во внутреннюю среду организма в течение длительного времени.

Целью исследования было изучение возможности использования суспензий в изотоническом растворе наночастиц металлов для воздействия на раневые процессы, исследование динамики бактериальной обсемененности гнойной раны, изучение скорости заживления экспериментальной неинфицированной и гнойной ран при лечении суспензиями наночастиц меди, цинка.

Использовались наночастицы, полученные плазмохимическим методом при воздействии плазменным потоком с температурой 5000-6000^оК. Исследования проводились на клинических полиантибиотикорезистентных штаммах Staphylococus aureus, выделенных от больных с гнойно-воспалительными осложнениями травматолого-ортопедического стационара.

Экспериментальные исследования по изучению влияния наночастиц металлов на раневой процесс проведены на белых крысах-самцах. Для комплексной оценки течения раневого процесса использовали методы планиметрического и бактериологического исследования ран, которое осуществляли на 3-и, 5-е, 7-е, 10-е и 14-е сутки.

При применении наночастиц меди культура золотистого стафилококка из гнойных ран высевалась до 5-го дня, при применении наночастиц цинка - до 14-го дня. В контрольной группе (промывание изотоническим раствором NaCl) получали культуру золотистого стафилококка до 14-ых суток наблюдения.

Также было изучено изменение площади гнойной раны у экспериментальных животных под влиянием суспензии наночастиц металлов по сравнению с контрольной группой животных. Для получения объективных показателей заживления ран вторичным натяжением, использован широко распространенный в клинической практике планиметрический метод Л. Н. Поповой, основанный на регистрации скорости уменьшения раневой поверхности во времени. Исследования показали, что в контрольной группе животных площадь ран к 14-м суткам уменьшилась на 28%. В группе животных с гнойными ранами, леченных суспензией наночастиц меди, произошло полное заживление раны к 14-му дню. При местном воздействии суспензией наночастиц цинка к 7-м суткам лечения площадь раны сократилась на 63%, к 14 дню - на 85%.

В группе животных с неинфицированными ранами, леченных суспензией наночастиц меди, произошло полное заживление раны к 7,1±1,3 дню. Вторичного инфицирования ран при использовании наночастиц меди не наблюдалось. При местном воздействии суспензией наночастиц цинка к 7-м суткам лечения площадь раны сократилась на 35%, к 14 дню - на 89%. В 12% случаев при лечении изолированно суспензией наночастиц цинка наблюдалось вторичное инфицирование штаммами E.coli, что увеличивало срок заживления раны на 6,5 дней.

При комплексном применении наночастиц цинка и меди в низких концентрациях, не оказывающих токсического и раздражающего действия, получено наиболее выраженное положительное влияние на репаративную регенерацию как неинфицированных, так и гнойных ран. Полное заживление неинфицированных ран при комплексном применении наночастиц цинка и меди составляло 6,2±3,1; гнойных ран - 8,7±2,3 дней.

В результате проведенных экспериментальных исследований было выявлено, что использование суспензий наночастиц металлов в изотоническом растворе оказывается эффективным при местном лечении ран, в различной степени отмечается подавление микробной флоры и регенеративное действие. Наиболее выраженное антисептическое и регенеративное действие отмечается у наночастиц меди, эффективно влияют на регенерацию ран наночастицы цинка, не проявляя при этом четкого антибактериального эффекта.