Intenzivní rozvoj nanotechnologií přináší nové postupy v prevenci a léčbě infekčních onemocnění ve většině klinických oborů, zejména je významný jejich přínos při zavádění nových moderních postupů při ošetřování akutních i chronických infekcí v raném stádiu.

Využívání struktury a vlastností různé připravených nanočástic stříbra má ověřené baktericidní účinky na rozsáhlé spektrum bakterií a kvasinek a jsou již součástí komerčně vyráběných materiálů pro likvidaci bakterií a dosažení epitelizace především v rozsáhlých chronických ranách.

Produkty s nanočásticemi Ag významně ovlivňují bazální metabolismus, dále, všechny redukční pochody bakterií, včetně významného omezení transportu substrátu do buněk a na rozdíl od použití antibiotik nevzniká rezistence. Nanotechnologicky vyráběná stříbra jsou aplikovány na zvlhčování ran a na nekrotické tkáně, zvyšují regenerační schopnost v zasažených tkáních.

Dále je intenzivně studován vliv nanočástic i na bakterie, které jsou obsaženy v biofilmu, potahujícím implantáty. Podle hodnocení jejich preventivních a léčebných vlastností se dá konstatovat, že významně přispívají k poklesu incidence všech typů akutních i chronických ran, včetně tzv. surgery site infection (SSI- infekce v místě chirurgického výkonu), které mají incidenci 20-60% ze všech nemocničních nákaz, čili podstatně se sníží riziko reoperací.

VLIV koloidního stříbra NA HOJENÍ popálenin A RAN

Na pracovišti Univerzity v Hong Kongu Wong et al. vypracovali srovnávací studii vlivu dosud používaného sulfodiazínu stříbrného a koloidního stříbra na hojení popálenin. Obě formy stříbra byly aplikovány v obvazovém materiálu.

Stříbrné nanočástice urychlují hojení poranění a dosahují podstatně lepší kosmetický výsledek, jako sulfadiazinem stříbrný:

1. A) Čas, potřebný u zvířat na zahojení popálenin, ošetřených nanočasticemi stříbra (ND),  sulfadiazinem stříbrným (SSD), a bez ošetrení (NT).
2. B) rychlost hojení popálenin zvířat ošetřených ND (♦), SSD (▲), anebo neošetřených (■).
3. C) fotografie ran zvířat ošetřených ND, SSD, anebo neošetřených 0, 10, a 25 dní po vzniku popálenin.
4. D) Hematoxylinem a eozinom barevné histologické řezy z  ran zvířat, ošetřených ND, SSD, anebo neošetřených

(E=epidermis, HF=vlasové folikuly ; zvětšení 40x)

Podobným způsobem porovnávali vliv koloidního stříbra a kombinace antibiotik amoxicillin + metronidazol:

Stříbrné nanočástice mají účinné antibakteriální vlastnosti (ale proces hojení závisí na jiných mechanismech):

1. A) kultura mikroorganizmů - tampón z poranění vzatý po 1, 3, 5, 7, a 10 dnech u zvířat ošetřovaných ND (svetlěšedý), SSD (bílý) anebo bez ošetřenia (tmavěšedý).
2. B) čas, potřebný pro hojení popálenin u zvířat ošetřovaných ND, antibiotiky A+M (amoxicillin + metronidazole v nízké anebo vysoké dávce), anebo bez ošetření.

(Škoda, že autoři netestovali možnost synergického efektu mezi koloidním stříbrem a tyto antibiotiky).

V další části studie je posuzován vliv koloidního stříbra na cytokinové profil a jeho modulace. Výsledky práce poukazují na velmi perspektivní možnosti použití koloidního stříbra při léčbě popálenin.

V práci (35, viz Info Blog) se autoři zaměřili na vliv nanočástic stříbra na zahájení a regulaci imunitní odpovědi organismu. Zvláštní pozornost věnovali potenciálnímu klinickému významu nanočástic stříbra v souvislosti s jeho účinky na produkci hlavních imunologických zprostředkovatelů, jakož i jeho význam pro bakteriální a virové infekce. Pokusili se o kritickou analýzu současného stavu znalostí, aby snížily vážný nedostatek informací a pomohly řešit kontroverzní otázky týkající se biologických účinků nanočástic stříbra na imunitní systém.

Synergie NĚKTERÝCH ANTIBIOTIK A koloidního stříbra

Ruden et al testovali synergické (násobící) účinky antimikrobiálních peptidů a koloidního stříbra proti patogenním bakteriím. Měřili frakční inhibiční koncentrace (FIC) pro spolupůsobení antibiotika a KS na jednotlivé kmeny mikroorganismů. Tučným písmem jsou zvýrazněny synergické hodnoty. V závorkách je uváděna hodnota standardní odchylky SD.

  PGLa, (GMASKAGAIAGKIAKVAL-KAL-NH2); 

  Mag2, magainin 2 (GIGKFLHSAKKFGKAFVGEIMNS);  

  GS,gramicidin S (cyclo_VOLDFP  2, where D shows the stereocenter of the amino acid);

  PMB, polymyxin B {(S)-6-methyloctanoyl-BTB-cyclo_BBDFLBBT_;  B, diaminobutyric acid};

  Alam, alamethicin (Ac-XPXAXAQXVXGL-XPVXXEQ-Fol; X, -aminoisobutyric acid);

  GA, gramicidin A (HCO-VGADLADVVVDWDLWDLWDL-NHCH2CH2OH).

1. coli, Escherichia coli; A. calcoaceticus, Acinetobacter calcoaceticus; E. helveticus, Enterobacter helveticus;

  A.bestiarum, Aeromonas bestiarum; P. myxofaciens, Proteus myxofaciens; P. fluorescens, Pseudomonas  

  fluorescens; B. subtilis, Bacillus subtilis; K. rhizophila, Kocuria rhizophila; M. luteus, Micrococcus luteus

(MIC je nejnižší koncentrace antibiotika, která inhibuje viditelný růst mikroorganismů, frakční inhibiční koncentráce (FIC) index = MIC (A v kombinaci s B) / MIC (A sám) + MIC (B v kombinaci s A) / MIC (B sám). FIC index hodnoty nad 2,0 ukazují protichůdné vlivy, hodnoty mezi 0,5 a 2,0 ukazují aditivní účinky, a hodnoty nižší než 0,5 ukazují synergické efekty)

 ND – nestanovené

Z tabulky vyplývá, že nanočástice stříbra spolu s testovanými antimikrobiálními peptidy mají přinejmenším aditivní účinek. Skutečná synergie byla pozorována, když se nanočástice stříbra používají spolu s polymyxinem B agramicidínom S. Kombinace stříbrných nanočástic a Polymyxinu ukázalanajvýraznejšiu antibiotickou synergii proti gram-negativním baktériám.Nanočastice také vykazují pozoruhodně nízkou úroveň hemolytické aktivity, na rozdíl od AgNO3. Kombinace stříbrných nanočástic s polymyxinem B je tak slibným kandidátem na novou léčbu infekcí způsobených gram-negativními patogeny. Zdá se, že permeabilizácia vnější bakteriálnejmembrány polymyxinem B zvyšuje vnitřní antibiotickou účinnost nanočastícstriebra.

Li et al (43) zjistili, že kombinace amoxicilinu (β-laktamové antibiotikum) a nanočástic stříbra vede k vyšší antibakteriální aktivity na buňky Escherichia coli, jako když jsou použity samostatně. Dynamické testy na růst bakterií ukázaly, že exponenciální a stacionární fáze se výrazně snížily a zpozdily se kvůli synergického efektu amoxicilinu a nanočástic stříbra.

Fayaz et al (44) testovali synergický efekt Ag-nanočástic v kombinaci sampicilínom, kanamycin, erytromycinem a chloramfenikolem vůči různým kmenům gram-pozitivních a gram-negativních bakterií. U všech případů bylo zjištěno zvýšení antimikrobiálního účinku, nejvíce v případě ampicilinu. Výsledek ukázal, že kombinace antibiotik s AgNPs výrazně zlepšuje antimikrobiální účinky.

Shah Verdi et al (45) testovali zvýšení antimikrobiálních aktivit různých antibiotik pomocí Ag-nanočástic proti Staphylococcus aureus a Escherichia coli. Zjistili zvýšenou antibakteriální účinnost penicilinu G, amoxicilinu, erythromycinu, klindamycinu a vankomycinu v přítomnosti Ag-nanočástic proti oběma testovaným kmenům. Nejvyšší synergické účinky byly pozorovány u vankomycinu, amoxicilinu, a penicilinu G proti S. aureus.

De Souza et al publikovali výsledky testování spolupůsobení koloidního stříbra a některých antibiotik v následující tabulce:

de Souza A., Mehta D. and  Leavitt R. W.: Current Sci., 2006, 91, 926.

V případě methicilin- rezistentního zlatého stafylokoka (MRSA) zjistili anti synergický (antagonistický) efekt u amoxicilinu a oxacyllínu a tedy uvedené antibiotika není vhodné kombinovat s koloidním stříbrem u tohoto konkrétního kmene mikroorganismů.

Jain et al (46) zkoumali interakce Ag-nanočástic s běžně používanými antibiotiky, pozorované efekty byly synergické (ceftazidim), aditivní (streptomycin, kanamycin, ampiclox, polymyxin B) a antagonistické (chloramfenikol).

Afreen et al (47) zkoumali antibakteriální aktivitu proti dvěma multirezistentní (MDR) kmenem Pseudomonas aeruginosa (P1 a P2) izolovaných ze zánětlivé infekce z nemocnice v Gulbarga, region Karnataka, Indie. Nanostříbro samotné mělo inhibiční zónu 33 mm a 30,5 mm v průměru pro P1 a P2 kmeny, komerční antibiotika neúčinkovalo vůbec.
Výsledky této studie jasně prokázaly, že koloidní stříbrné nanočástice inhibují růst a množení zkušebních organismů. Taková vysoká antibakteriální aktivita byla pozorována při velmi nízkých koncentracích nanostříbra - 20μL (0.001mg NAG / disk).

Obrázek 1: Zóna inhibice (mm) Ag-nanočástic bez antibiotik proti MDR kmenům.

Obrázek 2: Zóna inhibice (mm) Ag-nanočástic s antibiotiky (a) a samotných antibiotik (b)

Výsledky testu a zjištěn synergický efekt jsou uvedeny v tabulce: