3.2. Лечение рака
Рак остается одним из самых смертоносных заболеваний в мире. В качестве лечения обычно используют химиотерапию и радиооблучение, что существенно подрывает здоровье человека. Ведутся разработки по использованию наночастиц серебра для уничтожения раковых опухолей.
В работе [4] исследователи изучили влияние наночастиц серебра на раковые клетки. Эксперимент проводили в лабораторных условиях. Раковые клетки поместили в пробирку и исследовали токсичность и селективность наночастиц серебра в зависимости от концентрации (рис.7). Серебряные частицы показали высокую эффективность активации каспазы-3, что приводит к смерти раковых клеток. Наночастицы серебра наиболее селективны и токсичны по отношению к раковым клеткам, чем наночастицы других тяжелых металлов и их оксидов (например оксида титана).
Рис.7. Зависимость токсичности наночастиц серебра (в процентах) от концентрации [4].
В научно-познавательном журнале опубликованы некоторые сведения об исследовании американских ученых [13]. Целью их работы было повысить способность иммунитета бороться с раковыми клетками. Для этого ученые модифицировали Т-клетки, «нагрузив» их наночастицами серебра, содержащими препараты, которые увеличивают рост этих клеток. Модифицированные таким образом T-клетки вводят обратно в организм, после чего они начинают активно атаковать клетки рака. Проблема этого метода состоит в том, что возможны серьезные побочные эффекты для пациента, вплоть до остановки сердца. Для устранения негативных последствий используют наночастицы с липидными оболочками. Такие оболочки можно наполнить интерлейкинами и присоединить к Т-клеткам. Испытания, проведенные на мышах, доказали эффективность этого метода. Животные, которым ввели Т-клетки, снаряженные наночастицами с лекарством, полностью избавились от опухоли.
3.3. Лечение вич.
Авторы [6] сообщают об эффективности наночастиц серебра в борьбе вирусом иммунодефицита человека. Как показали лабораторные исследования, наносеребро обладает ингибирующим свойством по отношению к ВИЧ-1. Наночастицы связывают CD4-лимфоциты с гликопротеиновыми субъединицами gp120 чередз дисульфидные связи. Причем способность связывания зависит от размера наночастиц (оно наблюдается при размере менее 10 нм).
Более поздние данные, также указанные в статье [6], свидетельствуют о том. что Ag-PS-10 и AgNO3 снижают уровень среднего объема тромбоцитов, что в свою очередь ингибирует ВИЧ.
4.Влияние наночастиц серебра на организм человека и окружающую среду.
По мере развития нанотехнологий возрастает интерес к экологическим последствиям использования наночастиц и влиянию их на человека.
В окружающую среду частицы серебра могут попасть различными путями. Например, некоторые стиральные машины снабжены ионизаторами для обеспечения антибактериального эффекта, таким образом происходит обогащение сточных вод ионами серебра, что негативно отражается на экологии (через сточные воды серебро попадет в почву и т.д.) [8].
Основным маршрутом попадания серебра в организм человека является желудок. Всасываясь, серебро образует комплексы с белками. Серебросодержащие гели и мази используют для лечения гнойных ран, что может служить еще одним маршрутом попадания серебра в организм [8].
Наиболее распрострененным заболеванием, связанным с постоянным воздействием серебра на организм, является аргирия (или аргироз) – кожные покровы человека и сетчатка глаз становятся серо-синего цвета из-за фотохимического восстановления серебра под действием солнечных лучей.
Хроническими симптомами при длительном приеме малых доз серебра являются жировое перерождение печени и почек и изменения в клетках крови. Растворимые соединения серебра накапливаются в мозге и мышцах в небольших количествах [8].
В работе [5] были проведены исследования токсичного воздействия наночастиц серебра через дыхательные пути. Эксперименты были проведены на мышах. Животных помещали в специальные изолированные камеры, и через вентиляцию в эти камеры вместе с воздухом подавали наночастицы серебра разного диаметра. По окончании воздействия средняя концентрация наночастиц серебра в легких мышей составила 31 мкг/г легких. Это количество серебра соответствует количеству серебра в легких человека массой 70 кг, подвергавшегося воздействию серебра с концентрацией 1,0 мг/м3 16,6 часов. В легких животных наблюдалось незначительное воспаление. Общий уровень белка и активность лактатдегидрогеназы (фермент, участвующий в гликолизе) не претерпели существенных изменений после воздействия наночастиц серебра. Сравнительный анализ других наночастиц показал сродство в токсических эффектах серебра и железа (покрытого оксидной пленкой), наиболее токсичным металлом оказалась медь [5].
Из вышесказанного можно сделать выводы о токсичности наночастиц серебра. Наиболее токсичной формой серебра является Ag+ . Наночастицы оказывают сильный пагубный эффект при больших концентрациях или постоянном воздействии. Серебро является тяжелым металлом и откладывается в печени, легких и других органах, в малых дозах и без постоянного воздействия серебро не обладает выраженным токсическим эффектом.
Заключение.
На основании изученных материалов можно сделать следующие выводы.
Серебро, и наночастицы серебра в частности, обладают сильным антибактериальным эффектом, при этом оно не наносит вреда полезной микрофлоре организма. Частицы серебра способны разрушать биопленки, создаваемые колониями патогенных бактерий, чего не могут антибиотики.
Наночастицы серебра можно получать различными способами, и в зависимости от метода, варьировать размеры и форму наночастиц. Все методы достаточно просты в осуществлении и доступны.
Серебро в различных формах достаточно широко применяется в медицине. На его основе создаются мази, гели, повязки. Серебросодержащими препаратами лечат гнойные раны, воспаления, инфекции, язвы. Нельзя не выделить такое направление, как лечение рака и ВИЧ. Эти два заболевания до сих пор являются одними из самых опасных и трудно поддаются лечению. С помощью наночастиц серебра достигаются успехи и в этой области.
Наночастицы обладают слабовыраженной токсичностью по сравнению с другими металлами, что является немаловажным для его применения в медицине. Да, несомненно, бесконтрольное применение препаратов серебра может привести к тяжелым последствиям, именно поэтому лечение должно проходить под наблюдением врачей.
Экологические риски также минимальны, при разумном использовании наночастиц серебра в промышленности.
Не смотря на большое количество различных публикаций о наночастицах серебра, остается много неизученных аспектов этой темы. До конца не изучен механизм антибактериального действия, недостаточно сведений о накоплении серебра в организме и повреждении органов.
В перспективе возможно расширение спектра применения наночастиц серебра в медицине. Вполне реальна частичная замена антибиотиков препаратами серебра. Вполне возможно, что благодаря наночастицам серебра человечеству удастся побороть такие заболевания как рак и ВИЧ.
Список литературы
[1] Щербаков А.Б. Препараты серебра: вчера, сегодня, завтра [текст]//Фармацевтический журнал.- 2006.- № 5.- с. 45-47.
[2] Нанотехнологии и наноматериалы для биологии и медицины [текст]// Сборник материалов научно-практической конференции с международным участием. – Новосибирск. – 2007.
[3] Зиновьев Е.В. Применение серебросодержащих кремов и раневого покрытия как пути улучшения системы местного лечения ран у пациентов с гнойно-некротическими формами синдрома диабетической стопы [текст]/ Е.В.Барташевич, А.В.Прохоренко, А.В.Жарков //Вестник НГУ.- 2010. - № 59. – с. 42-48.
[4] Somayyeh Moaddab. Toxicity Study of Nanosilver (Nanocid®) on Osteoblast Cancer Cell Line/Hammed Ahari, Delavar Shahbazzadeh, Abbas Ali Motallebi, Amir Ali Anvar, Jafar Rahman-Nya, Mohamad Reza Shokrgozar//Int. Nano Lett.- 2011. - № 1. - pp. 11-16.
[5] Larissa V Stebounova. Nanosilver induces minimal lung toxicity or
inflammation in a subacute murine inhalation model/Andrea Adamcakova-Dodd2, Jong Sung Kim, Heaweon Park, Patrick T O’Shaughnessy, Vicki H Grassian, Peter S Thorne//Particle and Fibre Toxicology. – 2011. –
[6]. Ramanathan Vaidyanathan. Nanosilver - The burgeoning therapeutic molecule and its green synthesis/Kalimuthu Kalishwaralal, Shubaash Gopalram, Sangiliyandi Gurunathan//Biotechnology Advances. – 2009. - №27. – pp. 924 – 937.
[7]. Б. М. Сергеев. Фотохимический синтез наночастиц серебра в водных растворах поликарбоновых кислот. Влияние полимерной матрицы на размер и форму частиц/М. В. Кирюхин, Ф. Н. Бахов, В. Г. Сергеев//Вестник московского ун-та. - сер. 2. - ХИМИЯ. - 2001. - Т. 42. - № 5 – c. 308 – 314.
[8]. Susan W.P. Wijnhoven Nano-silver - a review of available data and knowledge gaps in human and environmental risk assessment/ Willie J.G.M. Peijnenburg, Carla A. Herberts, Werner I. Hagens, Agnes G. Oomen, Evelyn H.W. Heugens, Boris Roszek, Julia Bisschops, Ilse Gosens, Dik van de Meent, Susan Dekkers, Wim H. De Jong, Maaike van Zijverden, Adriёnne J.A.M. Sips, & Robert E. Geertsma// Nanotoxicology. – 2009.- № 3(2). - pp.109 – 138.
[9] Jun Sung Kim. Experimental Antimicrobial effects of silver nanoparticles/ Eunye Kuk, Kyeong Nam Yu, Jong-Ho Kim, Sung Jin Park, Hu Jang Lee, So Hyun Kim,Young Kyung Park, Yong Ho Park, Cheol-Yong Hwang, Yong-Kwon Kim, Yoon-Sik Lee, Dae Hong Jeong, Myung-Haing Cho// Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. – 2007. - №3. – pp. 95– 101.
[10] Радциг М.А. Действие наночастиц серебра на бактерии: жизнеспособность, образование биопленок и Quorum Sensing регуляция/ Кокшарова О.А., Хмель И.А.//
[11] Степанов А.Л. Ионный синтез наночастиц серебра в вязкотекучей эпоксидной
cмоле/ Р.И. Хайбуллин, В.Ф. Валеев, Ю.Н. Осин, В.И. Нуждин, И.А. Файзрахманов// Журнал технической физики. - 2009. - т. 79. - вып. 8. – с.77 - 82.