Користувач:Darikka31/Чернетка

Наночастинки міді: аналіз можливостей застосування в медицині На сьогодні стрімкого розвитку отримали нанотехнології – сукупність наукових знань, способів і засобів направленого регульованого синтезу із окремих атомів і молекул різних речовин, матеріалів та виробів з лінійним розміром елементів структури до 100 нм. Матеріали на нанорівні проявляють якісно нові характеристики, зокрема, завдяки зростанню величини відношення площі вільної поверхні частинок до їх об’єму, збільшенню частки поверхневих атомів речовини, а отже, підвищенню реакційної здатності та біологічної активності. Такі особливості наночастинок обумовили зацікавленість вчених у застосуванні останніх у медицині, так з’явилася нова галузь – наномедицина.

Одним із завдань нанотехнологій у цілому та наномедицини зокрема на сьогодні є розробка та впровадження у медичну практику нових лікарських засобів для лікування інфекцій різної локалізації та етіології. Перспективними представниками таких ліків є наночастинки металів. При цьому особливу зацікавленість викликає мідь, яка має низку переваг, серед яких біосумісність з організмом людини, виражена протимікробна дія.

Біосумісність міді з організмом людини пояснюється тим, що даний метал є складовою багатьох життєво важливих ферментів. Серед них церулоплазмін, який виконує функції транспорту міді, вивільнення заліза з клітин у кров і відіграє роль сироваткового антиоксиданту. Лізилоксидаза, у свою чергу, приймає участь у синтезі колагену та еластину, сприяє утворенню поперечних зв’язків між ланцюгами даних молекул. Мідь входить до складу цитохром-с-оксидази – трансмембранного білкового комплексу, що є останнім ферментом електронтранспортного ланцюга і відіграє важливу роль у клітинному диханні. Ще одним купрумвмісним ферментом є Cu/Zn-супероксиддисмутаза – потужний внутрішньоклітинний антиоксидант, нейтралізує активні форми кисню, необхідна сполука для підтримки життєдіяльності всіх клітин з кисневим метаболізмом. Мідь також є складовою тирозинази, яка сприяє перетворенню тирозину в діоксіфенілаланін та попередник меланіну дофахінон; дофамін-β-гідроксилази – ензиму, який відіграє роль у процесі перетворення дофаміну в норадреналін у наднирниках; амінооксидаз – учасників процесу окиснення тираміну, гістидину та інших сполук. G. Borkow та співавт., а також G. Grass та співавт. узагальнили, що мідь, як нуль-валентна, так і у вигляді оксидів і солей, має виражену протимікробну активність щодо багатьох штамів грампозитивних і грамнегативних бактерій, вірусів та грибів.

Серед нанорозмірних сполук даного металу найбільш виражену протимікробну дію згідно з результатами досліджень G. Ren та співавт. проявляють наночастинки нуль-валентної міді (НЧМ). Даний колектив дослідників, а також M. S. Usman та співавт. показали ефективність таких наноструктур щодо метицилін-резистентних штамів Staphylococcus aureus, A. K. Chatterjee та співавт. – щодо штаму Escherichia coli з множинною стійкістю до антибіотиків. K. Y. Yoon та співавт. продемонстрували перевагу НЧМ перед наночастинками срібла відносно Escherichia coli та Bacillus subtilis, а A. K. Chatterjee та співавт. – перед міддю в іонній формі щодо Escherichia coli. Протимікробна активність НЧМ різного розміру (від 6 до 100 нм) відносно таких бактерій, як Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus spp., Salmonella spp., Pseudomonas aeruginosa і Yersinia pestis, продемонстрована у роботах R. Das та співавт., P. Prema та співавт., G. Ren та співавт., K. Y. Yoon та співавт.. E. Ghasemian та співавт. показали, що НЧМ розміром 8 нм мають виражену протигрибкову активність відносно Alternaria alternata, Aspergillus flavus, Fusarium solani та Penicillium chrysogenum. Згідно з результатами досліджень J. Ramyadevi та співавт., НЧМ у діапазоні розмірів 35–80 нм здатні пригнічувати розмноження таких грибів, як Aspergillus flavus, Aspergillus niger та Candida albicans. Доведена також антибактеріальна активність мідьвмісних наночастинок щодо клінічних ізолятів, виділених від пацієнтів з інфекційними процесами різної локалізації. И. В. Бабушкиной та співавт., И. А. Мамоновой, а також Т. А. Шульгиной та співавт. встановлена активність таких субстанцій відносно штамів Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli та Pantoea agglomerans від хворих хірургічного профілю. Відповідні збудники характеризувалися антибіотикорезистентністю.

Точний механізм протимікробної дії НЧМ невідомий, він може бути пов’язаний зі збільшенням проникності бактеріальних мембран, формуванням активних форм кисню та/або вивільненням іонів металу з наступним окисним ушкодженням клітинних структур, надходженням вивільнених наночастинками іонів або самих наночастинок у клітини та подальшим порушенням продукції АТФ і реплікації ДНК. Таким чином, НЧМ реалізують протимікробну дію одночасно за декількома механізмами, що є їх перевагою, адже поява резистентності мікроорганізмів до таких субстанцій у даному випадку малоймовірна, оскільки для цього потрібне одночасне виникнення багатьох мутацій у єдиній бактеріальній чи грибковій клітині.

Незважаючи на певний обсяг представлення у літературі, на сьогодні відомостей щодо фармакологічних властивостей мідьвмісних наночастинок недостатньо, у більшості випадків інформація надається без урахування даних щодо безпеки досліджуваних наноматеріалів. Доцільним представляється проведення досліджень зі встановлення безпеки водної дисперсії НЧМ.