Российские нанотехнологии. 2018; 13: 88-91
АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К БАКТЕРИЯМ ЗУБНОГО НАЛЕТА
Аннотация
Наночастицы металлов и их оксидов рассматриваются как основа для создания антибактериальных средств нового поколения. Стоматологические препараты — одна из перспективных сфер их применения. Получены опытные образцы и проведены микробиологические исследования на микрофлоре зубного налета водных растворов наночастиц Fe3O4, SnO, ZnO, Ag, Cu с размерами 10–100 нм и массовой концентрацией 1.53–10.12 мг/л. Исследование воздействия коллоидных растворов на культуру микрофлоры зубного налета показало, что антибактериальные свойства преимущественно зависят от химического состава частиц дисперсной фазы. Наиболее эффективными оказались дисперсные системы, содержащие магнетит с исходной концентрацией 2.11 мг/л, а также серебро (2.39 мг/л), медь (2.07 мг/л) и оксид цинка (7.03 мг/л). Результаты проведенного исследования могут быть использованы при создании перспективных ополаскивателей полости рта и других антибактериальных препаратов на основе водных растворов наночастиц металлов и оксидов металлов.
Список литературы
1. Погорельский И.П., Фролов Г.А., Лещенко А.А., Лазыкин А.Г., Логвинов С.В. Биологическая направленность действия кластеров и наноразмерных частиц металлов // Биология — наука ХХI века: Материалы международной конференции. Москва, 24 мая 2012 г. / Ред. Р.Г. Василов. — М.: МАКС Пресс, 2012. С. 711–713.
2. Погорельский И.П., Фролов Г.А., Гурин К.И., Чернядьев А.В., Дурнев Е.А., Лундовских И.А., Янов С.Н., Кунгуров А.В. Микробиологические аспекты отбора наночастиц металлов для создания на их основе антимикробных дезинфицирующих композиций // Дезинфекционное дело. 2012. № 4. С. 37–40.
3. Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н. Антибактериальные свойства образцов пломбировочных материалов с внедренными частицами серебра и оксида железа (II) // Современная стоматология — эффективность профилактики и лечения. Нанотехнологии в стоматологии: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Тверь, 27–28 ноября 2014 г. / Под ред. М.Н. Калинкина, В.А. Румянцева, И.А. Жмакина и др. Режим доступа: http:// repo. tvergma.ru. — загл. с экрана. С. 172–175.
4. Леонтьев В.К., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Карасенков Я.Н. Антибактериальная активность коллоидных растворов металлов и их оксидов по микроорганизмам зубной биопленки // Современная стоматология — эффективность профилактики и лечения. Нанотехнологии в стоматологии: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Тверь, 27–28 ноября 2014 г. / Под ред. М.Н. Калинкина, В.А. Румянцева, И.А. Жмакина и др. Режим доступа: http:// repo. tvergma.ru. — загл. с экрана. С. 175–178.
5. Godymchuk A., Frolov G., Gusev A., Zakharova O., Yunda E., Kuznetsov D., Kolesnikov E. Antibacterial properties of copper nanoparticle dispersions: influence of synthesis conditions and physicochemical characteristics // Nanobiotech. IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 2015. V. 98. Abstract № 012033.
6. Karasenkov Y., Frolov G., Pogorelsky I., Latuta N., Gusev A., Kuznetsov D., Leont’ev V. Colloidal metal oxide nanoparticle systems: the new promising way to prevent antibiotic resistance during treatment of local infectious processes // Nanobiotech. IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 2015. V. 98. Abstract № 012038.
7. Frolov G.A., Karasenkov Y.N., Gusev A.A., Zakharova O.V., Godymchuk A.Y., Kuznetsov D.V., Latuta N.V., Leont’ev V.K. Germicidal adhesives with nanoparticles of metals for prevention of recurrence of caries // Nano Hybrids Composites. 2018. V. 13. P. 39–46.
8. Frolov G.A., Karasenkov Y.N., Gusev A.A., Zakharova O.V., Godymchuk A.Y., Kuznetsov D.V., Leont’ev V.K., Antimicrobial activity of differently concentrated nanoparticle dispersions // Nano Hybrids Composites. 2017. V. 13. P. 239–247.
9. Туманов А.С., Гурин К.И., Погорельский И.П., Фролов Г.А., Бакулин М.К., Лундовских И.А., Менухова В.С., Миронин А.В., Калинин С.Г., Гаврилов К.Е. Наночастицы оксидов металлов как потенциальные компоненты дезинфицирующих композиций // Дезинфекционное дело. 2017. № 1. С. 15–29.
10. Peng J.J.Y., Botelho M.G., Matinlinna J.P. Silver compounds used in dentistry for caries management: A review // J. Dentistry. 2012. V. 40. № 7. C. 531–541.
11. Radzig M.A., Nadtochenko V.A., Koksharova O.A., Kiwi J., Lipasova V.A., Khmel I.A. Antibacterial effects of silver nanoparticles on gram-negative bacteria: Influence on the growth and biofilms formation, mechanisms of action // Coll. Surf. B: Biointerfaces. 2013. V. 102. P. 300–306.
12. Seth D., Choudhury S.R., Pradhan S., Gupta S., Palit D., Das S., Debnath N., Goswami A. Nature-inspired novel drug design paradigm using nanosilver: efficacy on multi-drug-resistant clinical isolates of tuberculosis // Curr. Microbiol. 2011. V. 62. № 3. P. 715–726.
13. Chaloupka K., Malam Y., Seifalian A. M. Nanosilver as a new generation of nanoproduct in biomedical applications // Trends Biotechnol. 2010. V. 28. № 11. P. 580–588.
14. Gunawan C., Teoh W.Y., Marquis C.P., Amal R. Cytotoxic origin of copper (II) oxide nanoparticles: comparative studies with micron-sized particles, leachate, and metal salts // ACS Nano. 2011. V. 5. P.7214–7225.
15. Xie Y.P., He Y.P., Irwin P.L., Jin T., Shi X.M. Antibacterial acti- vity and mechanism of action of zinc oxide nanoparticles against campylobacter jejuni // Appl. Environmental Microbiol. 2011. V. 77. № 7. P. 2325–2331.
16. Gu H.J., Fan D.N., Gao J.L., Zou W., Peng Z.X., Zhao Z.M., Ling J.Q., LeGeros R.Z. Effect of ZnCl2 on plaque growth and biofilm vitality // Archives Oral Biol. 2012. V. 57. № 4. P. 369–375.
Title in english. 2018; 13: 88-91
АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОДНЫХ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ И ОКСИДОВ МЕТАЛЛОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К БАКТЕРИЯМ ЗУБНОГО НАЛЕТА
Abstract
Наночастицы металлов и их оксидов рассматриваются как основа для создания антибактериальных средств нового поколения. Стоматологические препараты — одна из перспективных сфер их применения. Получены опытные образцы и проведены микробиологические исследования на микрофлоре зубного налета водных растворов наночастиц Fe3O4, SnO, ZnO, Ag, Cu с размерами 10–100 нм и массовой концентрацией 1.53–10.12 мг/л. Исследование воздействия коллоидных растворов на культуру микрофлоры зубного налета показало, что антибактериальные свойства преимущественно зависят от химического состава частиц дисперсной фазы. Наиболее эффективными оказались дисперсные системы, содержащие магнетит с исходной концентрацией 2.11 мг/л, а также серебро (2.39 мг/л), медь (2.07 мг/л) и оксид цинка (7.03 мг/л). Результаты проведенного исследования могут быть использованы при создании перспективных ополаскивателей полости рта и других антибактериальных препаратов на основе водных растворов наночастиц металлов и оксидов металлов.
References
1. Pogorel'skii I.P., Frolov G.A., Leshchenko A.A., Lazykin A.G., Logvinov S.V. Biologicheskaya napravlennost' deistviya klasterov i nanorazmernykh chastits metallov // Biologiya — nauka KhKhI veka: Materialy mezhdunarodnoi konferentsii. Moskva, 24 maya 2012 g. / Red. R.G. Vasilov. — M.: MAKS Press, 2012. S. 711–713.
2. Pogorel'skii I.P., Frolov G.A., Gurin K.I., Chernyad'ev A.V., Durnev E.A., Lundovskikh I.A., Yanov S.N., Kungurov A.V. Mikrobiologicheskie aspekty otbora nanochastits metallov dlya sozdaniya na ikh osnove antimikrobnykh dezinfitsiruyushchikh kompozitsii // Dezinfektsionnoe delo. 2012. № 4. S. 37–40.
3. Leont'ev V.K., Pogorel'skii I.P., Frolov G.A., Karasenkov Ya.N. Antibakterial'nye svoistva obraztsov plombirovochnykh materialov s vnedrennymi chastitsami serebra i oksida zheleza (II) // Sovremennaya stomatologiya — effektivnost' profilaktiki i lecheniya. Nanotekhnologii v stomatologii: Materialy Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem. Tver', 27–28 noyabrya 2014 g. / Pod red. M.N. Kalinkina, V.A. Rumyantseva, I.A. Zhmakina i dr. Rezhim dostupa: http:// repo. tvergma.ru. — zagl. s ekrana. S. 172–175.
4. Leont'ev V.K., Pogorel'skii I.P., Frolov G.A., Karasenkov Ya.N. Antibakterial'naya aktivnost' kolloidnykh rastvorov metallov i ikh oksidov po mikroorganizmam zubnoi bioplenki // Sovremennaya stomatologiya — effektivnost' profilaktiki i lecheniya. Nanotekhnologii v stomatologii: Materialy Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem. Tver', 27–28 noyabrya 2014 g. / Pod red. M.N. Kalinkina, V.A. Rumyantseva, I.A. Zhmakina i dr. Rezhim dostupa: http:// repo. tvergma.ru. — zagl. s ekrana. S. 175–178.
5. Godymchuk A., Frolov G., Gusev A., Zakharova O., Yunda E., Kuznetsov D., Kolesnikov E. Antibacterial properties of copper nanoparticle dispersions: influence of synthesis conditions and physicochemical characteristics // Nanobiotech. IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 2015. V. 98. Abstract № 012033.
6. Karasenkov Y., Frolov G., Pogorelsky I., Latuta N., Gusev A., Kuznetsov D., Leont’ev V. Colloidal metal oxide nanoparticle systems: the new promising way to prevent antibiotic resistance during treatment of local infectious processes // Nanobiotech. IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 2015. V. 98. Abstract № 012038.
7. Frolov G.A., Karasenkov Y.N., Gusev A.A., Zakharova O.V., Godymchuk A.Y., Kuznetsov D.V., Latuta N.V., Leont’ev V.K. Germicidal adhesives with nanoparticles of metals for prevention of recurrence of caries // Nano Hybrids Composites. 2018. V. 13. P. 39–46.
8. Frolov G.A., Karasenkov Y.N., Gusev A.A., Zakharova O.V., Godymchuk A.Y., Kuznetsov D.V., Leont’ev V.K., Antimicrobial activity of differently concentrated nanoparticle dispersions // Nano Hybrids Composites. 2017. V. 13. P. 239–247.
9. Tumanov A.S., Gurin K.I., Pogorel'skii I.P., Frolov G.A., Bakulin M.K., Lundovskikh I.A., Menukhova V.S., Mironin A.V., Kalinin S.G., Gavrilov K.E. Nanochastitsy oksidov metallov kak potentsial'nye komponenty dezinfitsiruyushchikh kompozitsii // Dezinfektsionnoe delo. 2017. № 1. S. 15–29.
10. Peng J.J.Y., Botelho M.G., Matinlinna J.P. Silver compounds used in dentistry for caries management: A review // J. Dentistry. 2012. V. 40. № 7. C. 531–541.
11. Radzig M.A., Nadtochenko V.A., Koksharova O.A., Kiwi J., Lipasova V.A., Khmel I.A. Antibacterial effects of silver nanoparticles on gram-negative bacteria: Influence on the growth and biofilms formation, mechanisms of action // Coll. Surf. B: Biointerfaces. 2013. V. 102. P. 300–306.
12. Seth D., Choudhury S.R., Pradhan S., Gupta S., Palit D., Das S., Debnath N., Goswami A. Nature-inspired novel drug design paradigm using nanosilver: efficacy on multi-drug-resistant clinical isolates of tuberculosis // Curr. Microbiol. 2011. V. 62. № 3. P. 715–726.
13. Chaloupka K., Malam Y., Seifalian A. M. Nanosilver as a new generation of nanoproduct in biomedical applications // Trends Biotechnol. 2010. V. 28. № 11. P. 580–588.
14. Gunawan C., Teoh W.Y., Marquis C.P., Amal R. Cytotoxic origin of copper (II) oxide nanoparticles: comparative studies with micron-sized particles, leachate, and metal salts // ACS Nano. 2011. V. 5. P.7214–7225.
15. Xie Y.P., He Y.P., Irwin P.L., Jin T., Shi X.M. Antibacterial acti- vity and mechanism of action of zinc oxide nanoparticles against campylobacter jejuni // Appl. Environmental Microbiol. 2011. V. 77. № 7. P. 2325–2331.
16. Gu H.J., Fan D.N., Gao J.L., Zou W., Peng Z.X., Zhao Z.M., Ling J.Q., LeGeros R.Z. Effect of ZnCl2 on plaque growth and biofilm vitality // Archives Oral Biol. 2012. V. 57. № 4. P. 369–375.
