DOI: https://doi.org/10.22263/2312-4156.2022.2.15
Ржеусский С.Э.
Наночастицы серебра в медицине
Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет, г. Витебск, Республика Беларусь
Вестник ВГМУ. – 2022. – Том 21, №2. – С. 15-24.
Резюме.
При написании обзора были обобщены и сопоставлены опубликованные данные по истории применения, механизму действия и эффективности применения в клинической практике наночастиц серебра и препаратов на их основе. Данный металл используют в медицинской практике с древних времен, но статистические данные о его эффективности были получены только в конце XIX века. С тех пор он получил широкое распространение в виде коллоидных растворов, солей, а в последние десятилетия – наночастиц. Особенно ярко проявляется интерес к препаратам серебра в связи с распространением устойчивых к антибиотикам микроорганизмов. Ионы и наночастицы прикрепляются к их клеточной стенке, нарушают ее функционирование, разрушают, проникают в клетку, где связываются с фосфор- и серосодержащими молекулами. Имея такой неспецифический механизм действия, наночастицы серебра обладают широким спектром противомикробной и противогрибковой активности. По данным материалов кохрейновской библиотеки можно сделать вывод о том, что наночастицы серебра имеют клинически доказанную эффективность при применении в хирургии, стоматологии, для изготовления изделий медицинского назначения, применяемых в хирургии и трансплантологии.
Ключевые слова: наночастицы серебра, клиническая эффективность, токсичность.
Литература
1. Лебедева, Д. Д. Использование наночастиц серебра и золота в стоматологии / Д. Д. Лебедева // Науч. электрон. журн. меридиан. – 2019. – № 14. – С. 102–104. – Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41518913. – Дата доступа: 31.03.2022.
2. Melaiye, A. Silver and its application as an antimicrobial agent / A. Melaiye, W. J. Youngs // Expert Opin. Ther. Pat. – 2005. – Vol. 15, N 2. – P. 125–130.
3. Сравнительная оценка антимикробной активности наночастиц серебра / Д. О. Подкопаев [и др.] // Рос. нанотехнологии. – 2013. – Т. 8, № 11/12. – С. 123–126.
4. Ржеусский, С. Э. Экономические аспекты применения и антимикробная активность серебросодержащих лекарственных средств / С. Э. Ржеусский, В. В. Кугач, М. А. Валуева // Вестн. фармации. – 2013. – № 2. – С. 25–30.
5. Antimicrobial silver: uses, toxicity and potential for resistance / K. Mijnendonckx [et al.] // Biometals. – 2013 Aug. – Vol. 26, N 4. – Р. 609–621.
6. Антибактериальная активность некоторых коллоидных форм наносеребра в отношении неферментирующих грамотрицательных бактерий / О. А. Качанова [и др.] // Современ. проблемы науки и образования. – 2014. – № 2. – С. 215–222.
7. Благитко, Е. М. О целесообразности введения нанопрепаратов серебра как антибактериальных противовирусных средств в медицинскую практику в Российской Федерации / Е. М. Благитко // Нанотехнологии и наноматериалы для биологии и медицины : науч.-практ. конф. с междунар. участием, 11–12 окт. 2007 г. : в 2 ч. / СибУПК [и др.]. – Новосибирск, 2007. – Ч. 2. – С. 36–39.
8. Гусев, А. И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А. И. Гусев. – Москва : Физматлит, 2005. – 416 с.
9. К вопросу о токсичности наночастиц серебра при пероральном введении коллоидного раствора / Е. Н. Петрицкая [и др.] // Альм. клин. медицины. – 2011, № 25. – С. 9–12.
10. Не так страшен черт, как его малютка // Нанотехнологии. – 2008. – № 3. – С. 9–12.
11. Карпов, С. Оптические эффекты в металлических наноколлоидах / С. Карпов // Фотоника. – 2012. – № 2. – С. 40–51.
12. Ржеусский, С. Э. Валидация спектрофотометрической методики количественного определения наночастиц серебра в водных растворах / С. Э. Ржеусский // Вестн. фармации. – 2019. – № 1. – С. 21–25.
13. PubMed : National Library of Medicine [Electronic resource]. – Mode of access: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=Silver+nanoparticles. – Date of access: 31.03.2022.
14. Водорастворимая серебросодержащая бактерицидная композиция и способ ее получения : пат. 2128047 RU : МПК A61K31/79, A61K33/38 / Г. Е. Афиногенов, В. В. Копейкин, Е. Ф. Панарин ; заявитель и патентообладатель Г. Е. Афиногенов. – № 95119636/14 ; заявл. 21.06.95 ; опубл. 27.03.99.
15. Способ лечения гнойных ран : пат. RU 2142279 C1 : МПК A61K 33/38, A61N 7/00 / А. М. Гнетнев, Б. Я. Позднякова, Р. Д. Либерзон ; заявитель и патентообладатель Сарат. науч.-исслед. ин-т травматологии и ортопедии. – № 95109614/14 ; заявл. 07.06.95 ; опубл. 10.12.99.
16. Facile green synthesis of silver nanoparticles using Berberis vulgaris leaf and root aqueous extract and its antibacterial activity / M. Behravan [et al.] // Int. J. Biol. Macromol. – 2019 Mar. – Vol. 124. – P. 148–154.
17. Silver nanoparticles: synthesis, properties, and therapeutic applications / L. Wei [et al.] // Drug Discov. Today. – 2015 May. – Vol. 20, N 5. – P. 595–601.
18. Formation and size control of sliver nanoparticles by laser ablation in aqueous solution / F. Mafune [et al.] // J. Phys. Chem. B. – 2000. – Vol. 104, N 39. – P. 9111–9117.
19. Synthesis and applications of silver nanoparticles / K. M. M. Abou El-Nour [et al.] // Arab J. Chem. – 2010. – Vol. 3. – P. 135–140.
20. Biogenic synthesis of silver nanoparticles using Phyllanthus emblica fruit extract and its inhibitory action against the pathogen Acidovorax oryzae strain RS-2 of rice bacterial brown strip / M. I. Masum [et al.] // Front. Microbiol. – 2019 Apr. – Vol. 10. – P. 820.
21. Silver nanoparticles: Synthesis, characterization, properties, applications, and therapeutic approaches / X. F. Zhang [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2016 Sep. – Vol. 17, N 9. – P. 1534.
22. Silver nanoparticles: synthesis, properties, and therapeutic applications / L. Wei [et al.] // Drug Discov. Today. – 2015 May. – Vol. 20, N 5. – P. 595–601.
23. An overview of application of silver nanoparticles for biomaterials in dentistry / R. A. Bapat [et al.] // Mater Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl. – 2018 Oct. – Vol. 91. – P. 881–898.
24. Liao, C. Bactericidal and cytotoxic properties of silver nanoparticles / C. Liao, Y. Li, S. C. Tjong // Int. J. Mol. Sci. – 2019 Jan. – Vol. 20, N 2. – P. 449.
25. Mechanisms of Silver Nanoparticle Release, Transformation and Toxicity: A Critical Review of Current Knowledge and Recommendations for Future Studies and Applications / B. Reidy [et al.] // Materials (Basel). – 2013 Jun. – Vol. 6, N 6. – P. 2295–2350.
26. Mechanistic Basis of Antimicrobial Actions of Silver Nanoparticles / T. C. Dakal [et al.] // Front. Microbiol. – 2016 Nov. – Vol. 7. – 1831.
27. Interaction of silver nanoparticles with Escherichia coli and their cell envelope biomolecules / M. A. Ansari [et al.] // J. Basic Microbiol. – 2013 Sep. – Vol. 54, N 9. – P. 905–915.
28. Selective cytotoxicity of green synthesized silver nanoparticles against the MCF-7 tumor cell line and their enhanced antioxidant and antimicrobial properties / S. Khorrami [et al.] // Int. J. Nanomedicine. – 2018 Nov. – Vol. 13. – P. 8013–8024.
29. Synthesis of silver nanoparticles using leaves of Catharanthus roseus Linn. G. Don and their antiplasmodial activities / S. Ponarulselvam [et al.] // Asian Pac. J. Trop. Biomed. – 2012 Jul. – Vol. 2, N 7. – P. 574–580.
30. Synthesis of silver nanoparticles using Dioscorea bulbifera tuber extract and evaluation of its synergistic potential in combination with antimicrobial agents / S. Ghosh [et al.] // Int. J. Nanomedicine. – 2012. – Vol. 7. – P. 483–496.
31. Ramalingam, B. Antibacterial Effects of Biosynthesized Silver Nanoparticles on Surface Ultrastructure and Nanomechanical Properties of Gram-Negative Bacteria viz. Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa / B. Ramalingam, T. Parandhaman, S. K. Das // ACS Appl. Mater. Interfaces. – 2016 Feb. – Vol. 8, N 7. – P. 4963–4976.
32. Toxicity Mechanisms in Escherichia coli Vary for Silver Nanoparticles and Differ from Ionic Silver / A. Ivask [et al.] // ACS Nano. – 2013 Jan. – Vol. 8, N 1. – P. 374–386.
33. Rajesh, S. Antibacterial mechanism of biogenic silver nanoparticles of Lactobacillus acidophilus / S. Rajesh, V. Dharanishanthi, A. Vinoth Kanna // J. Exp. Nanosci. – 2015. – Vol. 10, N 15. – P. 1143–1152.
34. Effect of silver nanoparticles on mitogen-activated protein kinases activation: role of reactive oxygen species and implication in DNA damage / A. Rinna [et al.] // Mutagenesis. – 2015 Jan. – Vol. 30, N 1. – P. 59–66.
35. Silver Ions Release from Antibacterial Chitosan Films Containing in Situ Generated Silver Nanoparticles / G. López-Carballo [et al.] // J. Agric. Food Chem. – 2013 Jan. – Vol. 61, N 1. – P. 260–267.
36. Biofabrication and characterization of silver nanoparticles using aqueous extract of seaweed Enteromorpha compressa and its biomedical properties / V. S. Ramkumar [et al.] // Biotechnol Rep. (Amst). – 2017 Feb. – Vol. 14. – P. 1–7.
37. Tang, S. Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles: Structural Effects / S. Tang, J. Zheng // Adv. Healthc. Mater. – 2018 Jul. – Vol. 7, N 13. – e1701503.
38. Therapeutic prospective of plant-induced silver nanoparticles: application as antimicrobial and anticancer agent / K. C. Hembram [et al.] // Artif. Cells Nanomed. Biotechnol. – 2018. – Vol. 46, suppl. 3. – P. S38–S51.
39. Ржеусский, С. Э. Изучение антимикробной активности повиаргола / С. Э. Ржеусский, А. Г. Довнар, В. В. Кугач // Вестн. ВГМУ. – 2015. – Т. 14, № 6. – С. 120–126.
40. Биосовместимые композиционные антибактериальные покрытия для защиты имплантатов от микробных биопленок / Д. В. Тапальский [и др.] // Проблемы здоровья и экологии. – 2013. – № 2. – С. 129–134.
41. Новое антибактериальное покрытие на основе смеси полиуретана с поли-l-лактидом / Д. В. Тапальский [и др.] // Докл. нац. акад. наук Беларуси. – 2013. – Т. 57, № 4. – С 89–95.
42. Potential antibacterial mechanism of silver nanoparticles and the optimization of orthopedic implants by advanced modification technologies / Y. Qing [et al.] // Int. J. Nanomedicine. – 2018 Jun. – Vol. 13. – P. 3311–3327.
43. Создание упаковочных полимерных материалов с антимикробными свойствами / Ю. В. Фролова [и др.] // Изв. вузов. Приклад. химия и биотехнология. – 2017. – Т. 7, № 3. – С. 145–152.
44. Bacterial resistance to silver nanoparticles and how to overcome it / A. Panáček [et al.] // Nat. Nanotechnol. – 2018. – Vol. 13, N 1. – P. 65–71.
45. Synthesis of silver nanoparticles from Phenerochaete chrysosporium (MTCC-787) and their antibacterial activity against human pathogenic bacteria / M. Saravanan [et al.] // Microb. Pathog. – 2018 Apr. – Vol. 117. – P. 68–72.
46. Исторические аспекты применения соединений серебра (обзор) / И. Саттори [и др.] // Докл. таджик. акад. с.-х. наук. – 2018. – № 1. – С. 62–65.
47. Jerger, S. E. Argyria [Electronic resource] / S. E. Jerger, U. Parekh. – Mode of access: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK563123/. – Date of access: 01.04.2022.
48. Simon, M. Argyria, an Unexpected Case of Skin Discoloration From Colloidal Silver Salt Ingestion / M. Simon, J. A. Buchanan // J. Emerg. Med. – 2020 Aug. – Vol. 59, N 2. – P. e39–e41.
49. Assessment of orally dosed commercial silver nanoparticles on humanex vivoplatelet aggregation / K. J. Smock [et al.] // Nanotoxicology. – 2013 May. – Vol. 8, N 3. – P. 328–333.
50. In vivo human time-exposure study of orally dosed commercial silver nanoparticles / M. A. Munger [et al.] // Nanomedicine. – 2014 Jan. – Vol. 10, N 1. – P. 1–9.
51. Assessing orally bioavailable commercial silver nanoparticle product on human cytochrome P450 enzyme activity / M. A. Munger [et al.] // Nanotoxicology. – 2015 May. – Vol. 9, N 4. – P. 474–481.
52. A randomized-controlled trial comparing cadexomer iodine and nanocrystalline silver on the healing of leg ulcers / C. N. Miller [et al.] // Wound Repair Regen. – 2010 Jul-Aug. – Vol. 18, N 4. – P. 359–367.
53. Soriano, J. V. Treatment of chronic wounds infected by the application of silver dressings nanocrystalline combined with dressings hydrocellular / J. V. Soriano, A. N. Bonmati // Rev. Enferm. – 2010 Oct. – Vol. 33, N 10. – P. 6–14.
54. Multi-center clinical study of acticoat (nanocrystalline silver dressing) for the management of residual burn wounds / X. Li [et al.] // Zhonghua Shao Shang Za Zhi. – 2006 Feb. – Vol. 22, N 1. – P. 15–18.
55. Comparison of efficacy of silver-nanoparticle gel, nano-silver-foam and collagen dressings in treatment of partial thickness burn wounds / M. Erring [et al.] // Burns. – 2019 Dec. – Vol. 45, N 8. – P. 1888–1894.
56. Early and late efficacy on wound healing of silver nanoparticles gel (Peonil®) in males underwent circumcision / M. Balzarro [et al.] // J. Urol. – 2019 Oct. – Vol. 18, N 9, suppl. –e3320.
57. The effect of spray silver nanoparticles (Nivasha) on intensity of cesarean wound pain; A randomized clinical trial / Z. Boroumand [et al.] // Iran. J. Obstet. Gynecol. Infertil. – 2018. – Vol. 21, N 9. – P. 83–92.
58. Intra-canal medication containing silver nanoparticle versus calcium hydroxide in reducing postoperative pain: A randomized clinical trial [Electronic resource] / F. Z. Abbasy [et al.]. – Mode of access: https://f1000research.com/articles/7-1949/v1/. – Date of access: 01.04.2022
59. Comparative Trial of Silver Nanoparticle Gel and 1% Clindamycin Gel when Use in Combination with 2.5% Benzoyl Peroxide in Patients with Moderate Acne Vulgaris / N. Jurairattanaporn [et al.] // J. Med. Assoc. Thai. – 2017 Jan. – Vol. 100, N 1. – P. 78–85.
60. AgNPs: The New Allies Against S. Mutans Biofilm - A Pilot Clinical Trial and Microbiological Assay / P. L. L. Freire [et al.] // Braz. Dent. J. – 2017 Jul-Aug. – Vol. 28, N 4. – P. 417–422.
61. Short-term antibacterial efficacy of a new silver nanoparticle-containing toothbrush / O. Baygin [et al.] // J. Pak. Med. Assoc. – 2017 May. – Vol. 67, N 5. – P. 818–819.
62. Efficacy of Silver Nanoparticles-Impregnated External Ventricular Drain Catheters in Patients with Acute Occlusive Hydrocephalus / P. Lackner [et al.] // Neurocrit. Care. – 2008. – Vol. 8, N 3. – P. 360–365. 1
63. Silver-coated endotracheal tubes (ETTs) for prevention of ventilator-associated pneumonia in critically ill people / G. Tokmaji [et al.] // Cochrane. Trusted evidence. Informed decisions. Better health [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.cochrane.org/CD009201/EMERG_silver-coated-endotracheal-tubes-etts-prevention-ventilator-associated-pneumonia-critically-ill. – Date of access: 01.04.2022.
64. Streptococcus mutans counts in patients wearing removable retainers with silver nanoparticles vs those wearing conventional retainers: A randomized clinical trial / N. Farhadian [et al.] // Am. J. Orthod. Dentofacial Orthop. – 2016 Feb. – Vol. 149, N 2. – P. 155–160.
65. Prospective randomised controlled trial of nanocrystalline silver dressing versus plain gauze as the initial post-debridement management of military wounds on wound microbiology and healing / C. A. Fries [et al.] // Injury. – 2014 Jul. – Vol. 45, N 7. – P. 1111–1116.
66. Topical silver for treating infected wounds / H. Vermeulen [et al.] // Cochrane. Trusted evidence. Informed decisions. Better health [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.cochrane.org/CD005486/WOUNDS_topical-silver-for-treating-infected-wounds. – Date of access: 01.04.2022.
67. Comparison of triple-lumen central venous catheters impregnated with silver nanoparticles (AgTive®) vs conventional catheters in intensive care unit patients / M. Antonelli [et al.] // J. Hosp. Infect. – 2012 Oct. – Vol. 82, N 2. – P. 101–107.
Сведения об авторах:
Ржеусский С.Э. – к.ф.н., доцент кафедры менеджмента и маркетинга фармации, Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет.
Адрес для корреспонденции: Республика Беларусь, 210009, г. Витебск, пр. Фрунзе, 27, Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет, кафедра менеджмента и маркетинга фармации. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. – Ржеусский Сергей Эдуардович.
