Сетевое издание "Медицина и образование в Сибири"
 
 
  

 
№ Спецвыпуск - 2016 г.
14.00.00 медицинские науки
(14.03.00 Медико-биологические науки)

УДК 615.281+546.57

ИЗУЧЕНИЕ АНТИБАКТЕРИАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ НОВОГО СЕРЕБРОСОДЕРЖАЩЕГО ПОРИСТОГО КОМПЛЕКСА

Т. В. Попова1, Л. Н. Рачковская1, Н. Н. Шкиль2, А. Ю. Летягин1, Т. Г. Толстикова3, М. А. Королев1

1ФГБНУ «Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии» (г. Новосибирск)
2ФГБУН «Институт экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока» (р. п. Краснообск Новосибирской обл.)
3ФГБУН «Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова» СО РАН (г. Новосибирск)

В ФБГНУ «НИИКЭЛ» разработана серебросодержащая пористая композиция и проведено исследование оценки эффективности сорбента в отношении вырабатываемых эндотоксинов и самой микробной флоры (Salmonella enteritidis) после экспозиции 1, 3, 6, 12 часов при внутрибрюшинном введении центрифугата по критерию смертности и изменению массы внутренних органов (селезенка, печень) лабораторных мышей. Выявлена положительная динамика изменения массы селезенки и печени при увеличении времени экспозиции. Выживаемость животных после введения центрифугата (экспозиция 6 и 12 часов) составила 100 %.

Ключевые слова: сорбент, серебро, сальмонелла, пищевые отравления.


Введение. Развитие современного фармацевтического рынка в последнее время привлекает всеобщее внимание. Однако, несмотря на высокий уровень развития современной медицины и фармацевтической отрасли, решение проблемы кишечных инфекций остается актуальной. Так, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно в мире погибает до 5 млн детей от кишечных инфекций различной этиологии. В подтверждение этих данных анализ компании ЗАО «Группа ДСМ» (компания, проводящая мониторинг фармацевтического рынка РФ, а также мониторинг мирового фармацевтического рынка, www.dsm.ru) — за первое полугодие 2015 года в рейтинге натуральных объемов продаж одну из лидирующих позиций занимают препараты из АТС-группы [A] «Пищеварительный тракт и обмен веществ», общая доля которых — 27,4 %, кроме того, этой же группе принадлежит максимальный прирост, который в 2015 году составил +28,7 %. Первое место по натуральному показателю среди подгрупп в группе [A] занимают противодиарейные препараты [A07]. Эти данные свидетельствуют, что проблема профилактики и лечения кишечных инфекций является, кроме всего, и экономически значимой. Имеется потребность в новых более эффективных и недорогих препаратах.

Из существующих и широко используемых зарегистрированных препаратов для профилактики и лечения кишечных инфекций выделяют две основные большие группы: кишечные противомикробные и противовоспалительные препараты (А07А) — антибактериальные препараты (А07 АА), сульфаниламиды (A07AB), производные имидазола (А07АС), прочие кишечные противомикробные препараты (07АХ) и кишечные адсорбенты (А07В) — это препараты угля (A07BA), висмута субгалат (A07BB), прочие кишечные адсорбенты (A07BC). Интерес вызывает более детальное рассмотрение второй группы препаратов.

Группа адсорбенты (или энтеросорбенты) — это препараты с многовековой историей [1], которая долгое время находилась в некотором забвении, поскольку основное фармакологическое действие изучено в самом широком смысле этого слова. Главным недостатком «чистых» сорбентов в проблеме лечения кишечных инфекций является отсутствие специфической антимикробной и противовирусной активности, поскольку, задерживаясь в порах матрицы, микроорганизмы не погибают, а при наличии питательной среды активно размножаются. Эти суждения приводят к заключению о необходимости создания комплексного препарата, который будет обладать антибактериальной и детоксикационной активностью [2]. В этом плане большой интерес и перспективность представляют препараты-сорбенты, включающие в свой состав кластерное серебро [3], достоинством которого является способность проявлять комплексную антибактериальную, противовирусную и антигрибковую активность.

В ФБГНУ «НИИКЭЛ» более 20 лет развиваются технологии применения сорбентов в клинической медицине, и в рамках развития этого направления в лаборатории лимфорегуляции был разработан пористый компонент, представляющий собой белый порошок из термоактивированного гидроксида алюминия с нанесенным на его поверхность кремнийорганическим полимером — полиметилсилоксаном (ТАГА). В качестве наносимого биологически активного вещества выбран 1%-й серебросодержащий раствор «Арговит-С», разрешенный к использованию внутрь в качестве биологически активной добавки (ФС 42-11-94-78), что позволило создать препарат, сочетающий детоксикационное и антибактериальное действие.

Цель исследования: оценить микробиологическую активность исходного комплекса на основе термоактивированного гидроксида алюминия и полиметилсилоксана (ТАГА) и модифицированного комплекса с серебросодержащим раствором (Ag/ТАГА) в отношении вырабатываемых эндотоксинов и самой микробной флоры (Salmonella enteritidis) после экспозиции 1, 3, 6, 12 часов при внутрибрюшинном введении центрифугата по критерию смертности и изменению массы внутренних органов: селезенка, печень.

Материалы и методы. Для исследования были взяты сорбенты: исходный — ТАГА, представляющий собой термоактивированный гидроксид алюминия с нанесенным на его поверхность полиметилсилоксаном, и в виде его модификации серебросодержащим компонентом (Ag/ТАГА). В качестве компонента серебра использовали «Арговит-С» производства ООО «Вектор-Вита» [4]. Исследуемые образцы разработаны в ФБГНУ «НИИКЭЛ» совместно с ООО «Вектор-Вита». В табл. 1 представлены физико-химические характеристики разработанных образцов.

Таблица 1

Физико-химические характеристики сорбентов

Образец Об.% Ag в образце Размер частиц, мм Sуд., м2 Vпор, см3 Насыпная плотность, г/см3 рН Сорбционная активность в отношении метиленового голубого, мг/г
ТАГА До 0,04 100 0,2 0,98–1,23 8,4 ± 0,1 11,0 ± 0,8
Ag/ТАГА 0,45 ± 0,2 До 0,04 98 0,2 0,99–1,24 8,0 ± 0,1 11,0 ± 0,8

Примечания: ТАГА — термоактиварованный гидроксид алюминия с нанесенным на его поверхность полиметилсилоксаном; Ag/ТАГА — термоактиварованный гидроксид алюминия с нанесенным на его поверхность полиметилсилоксаном, модифицированный серебросодержащим компонентом «Арговит-С»

Исследования выполнены на базе Института экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока в соответствии с нормативами, указанными в ГФ XIII т. 1 ОФС.1.2.4.0002.15 «Микробиологическая чистота» (табл. 2. Микробиологическая чистота субстанций и вспомогательных веществ для производства лекарственных препаратов) [5].

Культуру Salmonella enteritidis инкубировали с мясопептонным бульоном (МПБ) при температуре 37–38 °С в течение 18–24 часов при рН среды 7,2–7,4 (от 5,0 до 8,0). Оценку сорбционного эффекта проводили в соответствии с Патентом № 2298036 [6] и Методическим указаниям по бактериологической диагностике смешанной кишечной инфекции молодняка животных, вызываемой патогенными энтеробактериями (№ 13-7-2/1759 МСХ РФ, 1999) [7]. К 0,2 мл известного титра бактерий (500 КОЕ/мл) добавляли точную навеску исследуемых препаратов (1 г), время экспозиции составляло 1, 3, 6 и 12 часов при слабом (5 об./мин) перемешивании. Оценку эффективности сорбционных свойств композиций проводили по окончанию экспозиционного времени. Взвесь бактериальной флоры и сорбентов (ТАГА, Ag/ТАГА) центрифугировали и вводили внутрибрюшинно (в/б) лабораторным животным (белые беспородные мыши обоих полов). Оценивали смертность особей и изменение массы внутренних органов: селезенка, печень.

Животные, полученные из вивария ФГБУН СФНЦА ИЭВСиДВ СО РАН, перед началом эксперимента проходили карантин в течение 14-ти дней, содержались в стандартных условиях при соблюдении светового режима (день-ночь по 12 часов) при свободном доступе к воде и корму с использованием в качестве подстилки древесных опилок, заранее дезинфицированных в сухожаровой печи при температуре 150–180 °С в течение 15–20 мин. Эксперимент поставлен с участием 80-ти животных обоих полов белых беспородных мышей весом 15–25 г с соблюдением принципов гуманности, изложенных в директиве Европейского сообщества 86/609/ЕС (Страсбург, 1986). Все животные методом случайного отбора были разделены по 5 особей на каждую контрольную точку (время экспозиции сорбента и микробной флоры — 1, 3, 6 и 12 часов) на 4 группы: I — интактный контроль, II — положительный контроль (в/б введение культуральной взвеси с известным титром на МПБ), III — в/б введение центрифугата ТАГА (1 г ТАГА + 0,2 мл культуры Salmonella enteritidis + 1,8 мл МПБ), IV — в/б введение центрифугата Ag/ТАГА (1 г Ag/ТАГА + 0,2 мл культуры Salmonella enteritidis + 1,8 мл МПБ), табл. 2.

Таблица 2

Экспериментальные группы

Группы КОЕ/мл, тыс. клеток Дозы в/б введения, мл Время экспозиции, час
1 3 6 12
I — интактный контроль 500 0,5 5 5 5 5
II — положительный контроль 500 0,5 5 5 5 5
III — в/б введение центрифугата ТАГА 500 0,5 5 5 5 5
IV — в/б введение центрифугата Ag/ТАГА 500 0,5 5 5 5 5

Примечание: каждая группа содержала 20 животных по 5 особей на каждую контрольную точку

Различия между группами, в связи с их немногочисленностью, оценивали с помощью непараметрических методов анализа по двустороннему критерию Манна-Уитни, критерий значимости различия выборок был p ≤ 0,05. Статистическую оценку полученных данных проводили с использованием программ Excel 2013 и Statistica 8.0.

Результаты и обсуждение. В ходе эксперимента была выявлена положительная динамика сорбционной активности композиций ТАГА и Ag/ТАГА в отношении токсинов Salmonella enteritidis в зависимости от срока их контакта с микроорганизмами в сравнении с группой положительного контроля (табл. 3).

Таблица 3

Результаты исследования зависимости выживаемости белых беспородных мышей от сорбционной активности в отношении токсинов и микроорганизмов культуры Salmonella enteritidis экспериментальных препаратов (ТАГА, Ag/ТАГА) при разных сроках их контакта с микроорганизмами

Группы КОЕ/мл, тыс. клеток Дозы в/б введения, мл Время экспозиции (час) и количество живых/павших мышей после заражения
1 час 3 часа 6 часов 12 часов
I — интактный контроль 500 0,5 5/0 5/0 5/0 5/0
II — положительный контроль 500 0,5 0/5 0/5 0/5 0/5
III — в/б введение центрифугата ТАГА 500 0,5 1/4 2/3 4/1 4/1
IV — в/б введение центрифугата Ag/ТАГА 500 0,5 3/2 4/1 5/0 5/0

Примечание: каждая группа содержала 20 животных по 5 особей на каждую контрольную точку

Наиболее выраженный эффект сорбции токсинов Salmonella enteritidis установлен в группе III (в/б введение центрифугата Ag/ТАГА) в сравнении с группой II (в/б введение центрифугата ТАГА), что подтверждается результатами исследования смертности животных, где показано, что через 1 и 3 часа культивирования с препаратом Ag/ТАГА количество павших мышей меньше на 2 особи, чем за аналогичный период с препаратом ТАГА, а после 6-ти и 12-ти часов культивирования отмечена 100 % выживаемость подопытных животных, в то время как за тот же временной период в группе III (ТАГА) смертность составила 20 % животных. Также отмечено изменение массы селезенки и печени, которые характеризуют степень выраженности воспалительного процесса.

В табл. 4 и 5 представлены параметры по массе селезенки и печени животных в зависимости от сорбционной активности различных комплексов сорбентов в отношении токсинов Salmonella enteritidis.

Таблица 4

Результаты исследования влияния сорбционной активности экспериментальных препаратов (ТАГА, Ag/ТАГА) в отношении токсинов и микроорганизмов культуры Salmonella enteritidis на массу селезенки с учетом времени контакта с микроорганизмами

Группы Масса селезёнки, г
1 час 3 часа 6 часов 12 часов
I — интактный контроль 0,12 ± 0,01 0,12 ± 0,01 0,12 ± 0,01 0,14 ± 0,01
II — положительный контроль 0,184 ± 0,007 0,266 ± 0,014 0,262 ± 0,012 0,266 ± 0,007
III — в/б введение центрифугата ТАГА 0,184 ± 0,01 0,183 ± 0,01* 0,184 ± 0,01* 0,182 ± 0,01*
IV — в/б введение центрифугата Ag/ТАГА 0,15 ± 0,009* 0,15 ± 0,003* 0,148 ± 0,005* 0,16 ± 0,003*

Примечание: * — P < 0,05 Mann-Whitney U Test в сравнении с группой положительного контроля

В группе III (в/б введение центрифугата Ag/ТАГА) установлено снижение массы селезенки в течение всего периода наблюдения относительно показателей группы II (в/б введение центрифугата ТАГА). Получены статистически значимые различия у групп II и III в сравнении с группой I (положительный контроль), что подтверждает высокую детоксикационную способность препаратов, способных снижать нагрузку на лимфоидный орган, отвечающий за очистку крови от инфекций, в том числе бактериального характера. Аналогичные изменения наблюдаются при исследовании массы печени (табл. 5).

Таблица 5

Результаты исследования влияния сорбционной активности экспериментальных препаратов (ТАГА, Ag/ТАГА) в отношении токсинов и микроорганизмов культуры Salmonella enteritidis на массу печени с учетом времени контакта с микроорганизмами

Группы Масса печени, г
1 час 3 часа 6 часов 12 часов
I — интактный контроль 1,14 ± 0,01 1,13 ± 0,03 1,12 ± 0,03 1,124 ± 0,04
II — положительный контроль 1,258 ± 0,028 1,252 ± 0,012 1,25 ± 0,015 1,266 ± 0,012
III — в/б введение центрифугата ТАГА 1,314 ± 0,03 1,25 ± 0,01 1,274 ± 0,01 1,182 ± 0,01*
IV — в/б введение центрифугата Ag/ТАГА 1,158 ± 0,014* 1,15 ± 0,003* 1,148 ± 0,005* 1,148 ± 0,008*

Примечание: * — P < 0,05 Mann-Whitney U Test в сравнении с группой положительного контроля

Межгрупповые статистически значимые различия массы печени с группой положительного контроля (группа II) были отмечены при экспозиции препарата Ag/ТАГА (группа IV) с культурой бактерий Salmonella enteritidis 1, 3, 6 и 12 часов, в то время как группа препарата ТАГА (группа III) имела достоверные различия лишь при экспозици 12 часов, что указывает на положительную активность серебросодержащего комплексного препарата.

Выводы. Наиболее выраженная антибактериальная активность в отношении вырабатываемых эндотоксинов и самой микробной флоры (Salmonella enteritidis) установлена у серебросодержащего сорбента на основе термоактивированного гидроксида алюминия с нанесенным на его поверхность полиметилсилоксаном (Ag/ТАГА — 100 % выживаемость после экспозиции 6 и 12 часов) в сравнении с немодифицированным сорбентом (ТАГА — 80 % выживаемость после экспозиции 6 и 12 часов), что подтверждается результатами исследования смертности животных.

Отмечена положительная тенденция изменения массы селезенки в обеих группах исследуемых препаратов (ТАГА, Ag/ТАГА) при увеличении времени экспозиции сорбентов с микробной флорой, что является доказательством снижения степени выраженности воспалительного процесса. Аналогичные изменения наблюдаются при исследовании массы печени.

Список литературы

  1. Энтеросорбция / Н. А. Беляков. — Ленинград : Центр сорбционных технологий, 1991. — 328 с.
  2. Сурмашева О. В. Антимiкробнаактивнiсть композиту на основiкаолiну та наночастинок срiбла / О. В. Сурмашева, Л. I. Романенко, Г. I. Корчак // ENVIRONMENT & HEALTH. — 2015. — № 4. — С. 13–17.
  3. Благитко Л. И. Применение препаратов серебра в медицине / Л. И. Благитко, А. С. Полякевич, А. И. Бромбин. — Новосибирск : Изд-во ЗАО «Вектор-Бест», 2002. — С. 20–25.
  4. Серебро в медицине / Е. М. Благитко [и др.]. — Новосибирск : Изд-во Наука-центр, 2004. — 254 с.
  5. Государственная фармакопея РФ XIII изд. Т. 1. ОФС.1.2.4.0002.15 Микробиологическая чистота. — 2015. — [Введ.]. — М., 2015. — С. 852–860.
  6. Пат. 2298036 Российская Федерация, МПК C12N5/00. Способы оценки уровня сорбционной активности сорбента / Тихилов Р. М., Афиногенова А. Г., Афиногенов Г. Е. ; патентообладатель ФГУ «Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Р. Р. Вредена Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию». — № 2004132319 ; заявл. 11.04.04 ; опубл. 27.04.07.
  7. Методические указания по бактериологические диагностики смешанной кишечной инфекции молодняка животных, вызываемых патогенными энтеробактериями № 13-7-2/1759 МСХ РФ. — 1999.



Учредитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России)

Государственная лицензия ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России
на образовательную деятельность:
серия ААА № 001052 (регистрационный № 1029) от 29 марта 2011 года,
выдана Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки бессрочно

Свидетельство о государственной аккредитации ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России:
серия 90А01 № 0003592 (регистрационный № 3376) от 31 марта 2020 года
выдано Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки
на срок по 31 марта 2026 года

Адрес редакции: 630091, г. Новосибирск, Красный проспект, д. 52
тел./факс: (383) 229-10-82, адрес электронной почты: mos@ngmu.ru

Выпуск сетевого издания «Медицина и образование в Сибири» (ISSN 1995-0020)
прекращен в связи с перерегистрацией в печатное издание «Journal of Siberian Medical Sciences» (ISSN 2542-1174). Периодичность выпуска — 4 раза в год.

Архивы выпусков «Медицина и образование в Сибири» доступны на сайте с 2006 по 2016 годы, а также размещены в БД РИНЦ (Российский индекс научного цитирования) на сайте elibrary.ru.

Средство массовой информации зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) —
Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-72398 от 28.02.2018.

© ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России, 2022



22.05.2017
Сетевое издание «Медицина и образование в Сибири» преобразовано в печатное издание «Journal of Siberian Medical Sciences». Дата перерегистрации: 18.05.2017. Свидетельство о СМИ: ПИ № ФС 77-69793.
Подробнее >>

03.04.2017
С 2017 года Издательско-полиграфическим центром НГМУ осуществляется выпуск печатного издания «Сибирский медицинский вестник».
Подробнее >>

08.02.2016
Уважаемые авторы! Открыт прием статей во 2-й номер 2016 года (выход номера — середина мая 2016 г.).
Подробнее >>

11.01.2016
Уважаемые авторы! Продолжается прием статей в 1-й номер 2016 года (выход номера — конец февраля 2016 г.).
Подробнее >>

28.12.2015
Уважаемые авторы! Сетевое издание входило в Перечень ВАК до 30 ноября 2015 г. Работа по включению издания в новый Перечень ВАК продолжается.
Информация о формировании Перечня ВАК
Подробнее >>

Архив новостей