Точка зрения 13 марта 2023 г. 12:32

Не повреждают, а защищают

Interfax-Russia.ru — Сибирские ученые выяснили, что ионы серебра защищают стволовые клетки человека от патогенов, поддерживают их жизнеспособность и стимулируют рост.

Сотрудники Института клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ, филиал Института цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск) и Национального исследовательского технологического университета МИСиС (г. Москва) изучили влияние наноматериалов с осажденными ионами серебра на мезенхимальные стромальные клетки (МСК) человека, участвующие в регенерации организма. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).

"Биологически активной является только ионная форма серебра, которая образуется при контакте с водой и воздействии окислителей. Ионы проникают внутрь бактерий через мембрану и изнутри разрушают их нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки. Они также препятствуют развитию у бактерий лекарственной устойчивости и обладают эффективностью к широкому спектру их штаммов", — цитирует (https://www.sbras.info/articles/nauka-dlya-obschestva/uchenye-issledovali-vliyanie-ionov-serebra-na-stvolovye-kletki) издание СО РАН "Наука в Сибири" заведующую лабораторией фармакологических активных соединений НИИКЭЛ Анастасию Соловьеву.

Также оказалось, что ионы серебра способствовали росту мезенхимальных стромальных клеток.

"Скорее всего, это связано с двумя основными факторами. Во-первых, с повышением гидрофильности (водопоглощаемости) поверхности наноматериалов, а во-вторых, со стимулирующим влиянием низких концентраций ионов серебра при кратковременном воздействии на производство МСК определенных белков", — предположила Соловьева.

Как результат, по ее словам, после обработки серебром белки, участвующие в процессе репликации (увеличении копий) ДНК, оказались более активными.

В рамках исследования специалисты создали наноматериалы с ионами серебра из поликапролактона.

"Это синтетический полимер, или, иначе, вещество, состоящее из длинных повторяющихся цепочек молекул, которое используется для получения волокнистых каркасов. У него множество преимуществ: он доступен, биодеградируем (разрушается в результате естественных природных процессов), нетоксичен и технологичен: из него легко создавать волокна различной формы, состава и диаметра", — объяснила завлабораторией фармакологических активных соединений НИИКЭЛ.

В исходном состоянии поликапролактон представляет собой небольшие гранулы однородного белого цвета. Для их превращения в сверхтонкие волокна ученые применили метод электроформирования: гранулы добавляли в муравьиную и уксусную кислоты и перемешивали при температуре 25 градусов Цельсия до полного растворения.

Полученный раствор полимера поместили внутрь установки Nanospider NSLAB 500, используемой для производства широкого спектра органических и биоразлагаемых нановолокон. Под высоким напряжением небольшие трубки-капилляры вытягивали из смеси тонкие жидкие струйки, которые, по мере того как ток мигрировал по их поверхности, удлинялись и утоньшались до диаметра нанометров. При помощи вакуумно-дугового ионного источника новообразованные нити осаждались диоксидом титана (для понижения водоустойчивости) и ионами серебра (для усиления их регенерирующей и антибактериальной активности).

По словам Соловьевой, исследователям необходимо было найти такие режимы, при которых можно было бы сохранить целостность нановолокон и при этом имплантировать достаточное количество серебра. Нужного эффекта удалось добиться при мощности в 5 и 8 киловатт.

Для анализа диаметра и формы, а также элементного состава и физических характеристик наноматериалов специалисты использовали сканирующий электронный микроскоп и рентгеновский фотоэлектронный спектрометр PHI 5500 Versaprobe-II. А проверку на водостойкость нановолокон проводили при помощи прибора для измерения краевого угла EasyDrop Kruss.

"Существует несколько типов материалов. Первые хорошо впитывают влагу, их называют гидрофильные. Вторые же накапливают жидкость на своей поверхности в виде капель и препятствуют их проникновению внутрь. Их называют гидрофобные. Чтобы узнать, как материал взаимодействует с водой, рассчитывается угол между каплей и поверхностью, на которой она находится", — пояснила Соловьева.

Так, если угол меньше 90 градусов, то материал относится к гидрофильным, если больше — к гидрофобным.

"Наш анализ показал, что поверхность всех модифицированных образцов была гидрофильной. Это означает, что, находясь в жидкой среде, они легко взаимодействуют с водой и способны выделять достаточное количество ионов серебра", — сказала ученый.

Чтобы нановолокна начали свободно взаимодействовать со стволовыми клетками, ученые поместили их в специальную питательную среду для выращивания клеточных культур. Вступая в реакцию с жидкостью, они выделяли ионы серебра, которые активно поглощались мембранами МСК.

"При этом ионы не оказывали на них какого-либо токсического воздействия. Напротив — способность клеток к размножению и поддержанию состояния, необходимого для выполнения их специфических функций, значительно возросла", — отмечает издание.

В будущем ученые планируют изучить регенеративные свойства разрабатываемых материалов уже не в искусственных условиях, а в режиме in vivo. Такие исследования позволят получить более точные данные о реакции организмов на воздействие конкретных веществ.

Если в Новосибирске пока только изучают свойства наноматериалов с ионами серебра, то в Кузбассе уже наладили производство антибактериальной бумаги на их основе.

"Технология основана на использовании безопасного для человека и животных биоцида (вещество на основе ионов серебра, которое подавляет патогенную микрофлору), который наносят на внутреннюю сторону упаковки для продуктов. Бумажная основа — переработанная макулатура", — сообщила пресс-служба регионального правительства.

До сих пор подобную продукцию выпускали только в Китае, США и Израиле.

Как уточнили "Интерфаксу" в компании-производителе антибактериальной бумаги "Кузбасский скарабей", биоцид разработал Институт пищевой промышленности Кемеровского государственного университета (КемГУ), технология запатентована.

"Применение упаковки из антибактериальной бумаги позволяет снижать потери в ритейле за счет уменьшения порчи продукции, нивелировать риски производителей, связанные с перестройкой логистических цепочек, удлинением маршрутов, изменением способов доставки. Таким образом, антибактериальная бумага обеспечивает сохранность продуктов питания", — сообщается на официальном сайте предприятия.

Как рассказал "Интерфаксу" представитель компании, к антибактериальной бумаге "есть интерес со стороны Казахстана, Узбекистана, где производится пищевая продукция и имеются определенные сложности с ее сохранностью, транспортировкой".

Обозреватель Наталья Пономарева​​​​​​​

Теги
Читайте нас в
  • ya-news
  • ya-dzen
  • google-news
Показать еще