Спосіб отримання водорозчинної бактерицидної композиції, що містить наночастки срібла

Корисна модель відноситься до нанобіотехнології, а саме до способу отримання водорозчинної бактерицидної композиції, що містить наночастки срібла з високою біологічною активністью. Основними недоліками більшості відомих методів є широкий розподіл часток за розмірами і втрата їх стійкості у часі. Відомі способи отримання тайночасток срібла, стабілізованих протеїнами (препарати Колларгол, Протаргол); спосіб отримання наноструктурних часток срібла шляхом біохімічного відновлення іонного срібла біологічно активними речовинами групи флавоноідов у системі зворотних міцел [Патент 2147487 РФ. МКИ7 B22F9/24. Способ получения наноструктурных металллических частиц/ Е.М. Егорова, А.А. Ревина, B.C. Кондратьева. - Опубл. 20.04,2000]. Найбільш близьким за технічною сутністю є спосіб отримання водорозчинної бактерицидної композиції, що містить високодисперсне металеве срібло, який полягає у відновлені іонного срібла й одночасній стабілізації високодисперсного срібла низькомолекулярним полівінілпіролідоном, який використовується у якості плазмозамінника крові як субстанції препарату гемодез [Патент 2088234 РФ, МКИ7 А61К31/79, 33/38. Водорарстворимая бактерицидная композиция и способ её получения/ В.В. Копейкин, Е.Ф. Панарин, Ю.Г. Сантурян и др. - Опубл. 07.27.1996]. На підставі цього патенту авторами зареєстрований лікарський препарат Повіаргол. Однак антимікробна дія Повіарголу різко послабляюється у розчинах хлориду натрію, тому його використання у фізіологічному розчині не рекомендується. Застосовуваний водяний розчин Повіарголу готують безпосередньо перед вживанням. Задачею корисної моделі є створення способу отримання наночасток срібла із високою біологічною активністю, у якому використовувані матеріали і параметри вироблених операцій дозволяють спростити процес отримання наночасток срібла із вузьким розподілом за розмірами, що тривалий час можуть зберігати агрегативну стійкість у розчинах із великою концентрацією електролітів (біологічні рідини, розчини і композиції, що містять хлорид натрію та ін. електроліти). Поставлена задача вирішується тим, що у пропонованому способі отримання водорозчинної бактерицидної композиції, що містить наночастки срібла, до розчину іонного срібла вводять розчин полімеру із наступним фото хімічним відновленням іонів срібла дією ультрафіолетового світла, відповідно до корисної моделі як полімер використовують біополімер рослинного походження - альгинат натрію, а розчини азотнокислого срібла і альгината натрію змішують у ваговому співвідношенні іонне срібло:альгинат натрію =1:(3-6) і опромінюють джерелом ультрафіолетового світла від 5 до 20 хвилин у нормальних умовах. На відміну від антибіотиків препарати срібла мають більш широкий антибактеріальний спектр дії, не викликають звикання. Такі препарати використовують як противірусні, антибактеріальні, фунгіцидні, протипухлинні, протиартритні засоби. Біологічна активність наночасток срібла збільшується зі зменшенням їхнього розміру. Це пов'язано із тим, що частка атомів, що знаходяться на поверхні, порівнянна із загальним числом атомів, що складають частку. Токсичність сполук срібла для нижчих і ви щи х організмів різна. Концентрації срібла, летальні для мікроорганізмів, практично нешкідливі для тварин і людини. На відміну від іонного срібла, структуроване срібло, повільно розчиняючись в біологічних рідинах, має пролонговану дію, не створюючи сильного припікального та висушувального ефекту. Синтез наночасток у розчинах полімерів є напрямком у отриманні наночасток металів, який інтенсивно розвивається. Особливе місце серед полімерів займають поліелектроліти, зокрема, полікарбонові кислоти. Їх карбоксильні групи здатні утворювати комплекси із катіонами металів, відновлювати їх, а також взаємодіяти із позитивно зарядженими кластерами наночасток, забезпечуючи їх стабілізацію [Сергее Б.М., Кирюхин М.В., Бахов Ф.Н., Сергеев В.Г. Фотохимический синтез наночастиц серебра в водных растворах поликарбоновых кислот. Влияние полимерной матрицы на розмер и форму частиц // Веста. Моск. ун-та. Серия. 2. Химия. - 2001, - Т. 42, №5. - С. 308-314]. До полікарбонових кислот рослинного походження відносяться полісахариди бурих морських водоростей альгінова кислота та її солі, які широко використовують у в медицині. Ці біополімери використовують як для зовнішнього застосування у якості пов'язок, що розсосуються, мазей, паст при лікуванні опіків, трофічних виразок, порізів, саден, у косметології, так і для внутрішнього застосування у якості ентеросорбентів важких металів, радіонуклідів, жирних кислот, холестерину. Альгинати широко використовуються як імуномодулюючі, протипухлинні, протизапальні, противірусні, протигрибкові засоби, які не мають побічної дії. Використовувані у пропонованому способі макромолекули альгинату натрію відновлюють іонне срібло у наночастки малого розміру (5-10нм) і одночасно стабілізують їх. В одній композиції не тільки сполучаються властивості дво х біологічно активних речовин, але і спостерігається їх синергізм. Розміри і форма наночасток срібла досліджували методом просвітлювальної електронної мікроскопії (ПЕМ), Препарати готували нанесенням золя срібла (суспензія наночасток) на мідні сітки, покриті колодієм, яки потім висушували на повітрі. Агрегативна стійкість визначалася за зміною оптичної пильності суспензії наночасток у часі (протягом двох місяців), а також за каогуляцією суспензії наночасток срібла 20% розчином NaCl. Антибактеріальну дію наночасток срібла визначали in vitro щодо тест-штаму Staphylococcus aureus. Приклад 1. Розчин азотнокислого срібла (1,0г Ag+/дм 3) змішували із розчином альгината натрію (1г/дм 3) у рівних обсягах і опромінювали джерелом УФ-випромінювання протягом 20 хвилин (ртутна лампа високого тиску ДРШ-250). Оптичну щільність отриманих наночасток срібла визначали фотоколоріметрично через кожні 5 хвилин. Розмір наночасток срібла визначали методом ПЕМ. Дані оптичної щільності і розмірів наночасток срібла приведені у таблиці 1. Приклад 2. Розчин азотнокислого срібла (1,0г Ag+/дм 3) змішували з розчином альгината натрію (2г/дм 3) у рівних обсягах і опромінювали джерелом УФ-випромінювання протягом 20 хвилин (ртутна лампа високого тиску ДРШ-250). Оптичну щільність отриманих наночасток срібла визначали фотоколоріметрично через кожні 5 хвилин. Розмір наночасток срібла визначали методом ПЕМ. Дані оптичної щільності і розмірів наночасток срібла приведені у таблиці 1. Приклад 3. Розчин азотнокислого срібла (1,0г Ag+/дм 3) змішували із розчином альгината натрію (3г/дм 3) у рівних обсягах і опромінювали джерелом УФ-випромінювання протягом 20 хвилин (ртутна лампа високого тиску ДРШ-250). Оптичну щільність отриманих наночасток срібла визначали фотоколоріметрично через кожні 5 хвилин. Розмір наночасток срібла визначали методом ПЕМ. Дані оптичної щільності і розмірів наночасток срібла приведені у таблиці 1. Антибактеріальна дія отриманої суспензії наночасток срібла приведена у таблиці2. Приклад 4. Розчин азотнокислого срібла (1,0г Ag+/дм 3) змішували із розчином альгината нагрію (4г/дм 3) у рівних обсягах і опромінювали джерелом УФ-випромінювання протягом 20 хвилин (ртутна лампа високого тиску ДРШ-250). Оптичну щільність отриманих наночасток срібла визначали фотоколоріметрично через кожні 5 хвилин. Розмір наночасток срібла визначали методом ПЕМ. Дані оптичної щільності і розмірів наночасток срібла приведені у таблиці 1. Приклад 5. Розчин азотнокислого срібла (1,0г Ag+/дм 3) змішували із розчином альгината натрію (5г/дм 3) у рівних обсягах і опромінювали джерелом УФ-випромінювання протягом 20 хвилин (ртутна лампа високого тиску ДРШ-250). Оптичну щільність отриманих наночасток срібла визначали фотоколоріметрично через кожні 5 хвилин. Розмір наночасток срібла визначали методом ПБМ. Дані оптичної щільності і розмірів наночасток срібла приведеш у таблиці 1. Антибактеріальна дія отриманої суспензії наночасток срібла приведена у таблиці 2. Приклад 6. Розчин азотнокислого срібла (1,0г Ag+/дм 3) змішували із розчином альгината натрію (6г/дм 3) у рівних обсягах і опромінювали джерелом УФ-випромінювання протягом 20 хвилин (ртутна лампа високого тиску ДРШ-250). Оптичну щільність отриманих наночасток срібла визначали фотоколоріметрично через кожні 5 хвилин. Розмір наночасток срібла визначали методом ПЕМ. Дані оптичної щільності і розмірів наночасток срібла приведеш у таблиці 1. Антибактеріальна дія отриманої суспензії наночасток срібла приведена у таблиці 2. Приклад 7. Розчин азотнокислого срібла (1,0г Ag+/дм 3) змішували із розчином альгината натрію (7г/дм 3) у рівних обсягах і опромінювали джерелом УФ-випромінювання протягом 20 хвилин (ртутна лампа високого тиску ДРШ-250). Оптичну щільність отриманих наночасток срібла визначали фотоколоріметрично через кожні 5 хвилин. Розмір наночасток срібла визначали методом ПЕМ. Дані оптичної щільності і розмірів наночасток срібла приведені в таблиці 1. Як видно з дамах, приведених у таблиці 1, пропонований спосіб дозволяє отримувати наночастки срібла розміром 5-10нм, які здатні зберігати агрегативну стійкість до 2 місяців, а також у розчинах електролітів (на прикладі 20% NaCl). При цьому, оптимальним є співвідношення Аg+:альгинат натрію =1:(3-6) (приклади 3-6). Антибактеріальна дія отриманих наночасток срібла (таблиця 2) відповідає відомим аналогам [Патент 2147487 РФ, МКВ7 B22F9/24, Способ получения наноструктурных металлических частиц/ Е.М. Егорова, А.А. Ревина, B.C. Кондратьева. - Опубл. 20.04.2000]. Все це дозволить використовувати пропоновану композицію як основу для отримання нових медичних і ветеринарних препаратів. Таблиця 1 Визначення оптимальних співвідношень реагентів, кинетика синтезу та стійкість наночасток срібла Концентрація реагентів у суміші, Вагове г/дм 3 співвідношення Приклади Аg+: альгинат Альгинат + натрію Ag натрію 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6 1:7 Розмір часток срібла, нм Після 20% NaCI синтезу 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 5-10 Оптична щільність, D Час опромінювання УФ 5 хв. 0,09 0,11 0,18 0,20 0,30 0,42 0,42 10 хв. 0,09 0,17 0,32 0,37 0,41 0,42 0,42 29 хв. 0,09 0,22 0,42 0,42 0,41 0,42 0,42 Через 2 міс. 0,09 0,22 0,42 0,42 0,42 0,43 0,43 */ Реагенти змішували у рівних обсягах Таблиця 2 Антибактеріальна дія наночасток срібла in vitro (тест-штам Staphylococcus aureus) Концентрація наночасток срібла,мг Ag+/дм 3 50,0 100,0 200,0 300,0 Кількість живих клітин х106 у см 3 розчинів наночасток срібла після вказаного часу інкубації, години 0 0,5 1,0 2,0 3,0 7,0 5,2 3,5 1,2 0 7,0 4,5 1,3 0,2 0 7,0 0,9 0,2 0 0 7,0 0,3 0 0 0