Изучение токсичности и особенностей биологического действия нанокомпозита пектин-Аg: результаты субхронического эксперимента

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Нанокомпозиты, синтезированные методом «зелёной химии», не содержат в своем составе в качестве носителей и/или стабилизирующих оболочек токсичных химических веществ (восстановителей и органических растворителей). Одними из представителей данной группы материалов являются нанокомпозиты на основе серебра, всё более широко используемые в медицинской практике, ветеринарии и в некоторых других областях. 

Материал и методы. Нанокомпозит представляет собой наночастицы Ag0, покрытые оболочкой высокометоксилированного пектина. Концентрация наночастиц Ag0 в гидрозоле нанокомпозита пектин-Ag составляет 1,65 ммоль/л, а содержание пектина – 7,5 мг/мл. Размер синтезированного нанокомпозита пектин-Ag ~ 20–30 нм, более 90% частиц имеют диаметр менее 20 нм, величина ξ-потенциала составляет 45,3 ± 0,7 мВ. Токсикологические исследования проведены на аутбредных крысах. Основной целью исследований являлось изучение токсических эффектов нанокомпозита пектин-Ag в субхроническом эксперименте (90 сут). По окончанию эксперимента определяли комплекс поведенческих и клинико-лабораторных показателей, позволяющих оценить биологическое действие нанокомпозита на животных. Результаты исследований подвергались статистической обработке.

Результаты. При субхроническом внутрижелудочном введении лабораторным животным (крысы) нанокомпозита пектин-Ag на протяжении 3 мес в дозах 50, 500 и 5000 мг/кг было установлено, что нанокомпозит проявляет дозозависимое общетоксическое действие с критическими органами-мишенями – печень и селезёнка и основными биохимическими маркерами токсического эффекта – аминотрансферазы, щелочная фосфатаза и лактатдегидрогеназа.

Заключение. Проведённые экспериментальные исследования позволили обосновать пороговые дозы гидрозоля нанокомпозита пектин-Ag при внутрижелудочном пути поступления.

Об авторах

Вадим Михайлович Василькевич

Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр гигиены», Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Автор, ответственный за переписку.
Email: sabas2004@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6461-0655

Кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории промышленной токсикологии республиканского унитарного предприятия «Научно-практический центр гигиены», г. Минск, Республика Беларусь.

e-mail: sabas2004@mail.ru 

Белоруссия

Руслан Валерьевич Богданов

Республиканское унитарное предприятие «Научно-практический центр гигиены», Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Email: 7_rus@tut.by
ORCID iD: 0000-0003-3655-4155

Кандидат медицинских наук, заведующий лабораторией промышленной токсикологии республиканского унитарного предприятия «Научно-практический центр гигиены», г. Минск, Республика Беларусь.

e-mail: 7_rus@tut.by

Белоруссия

Ксения Сергеевна Гилевская

ГНУ «Институт химии новых материалов НАН Беларуси»

Email: noemail@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-3121-0014

Кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории микро- и наноструктурированных систем ГНУ «Институт химии новых материалов НАН Беларуси», г. Минск, Республика Беларусь.

Белоруссия

Виктория Игоревна Куликовская

ГНУ «Институт химии новых материалов НАН Беларуси»

Email: kulikouskaya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6505-3929

Кандидат химических наук, доцент, заведущий лаборатории микро- и наноструктурированных систем ГНУ «Институт химии новых материалов НАН Беларуси», г. Минск, Республика Беларусь.

e-mail: kulikouskaya@gmail.com

Белоруссия

Список литературы

  1. Крутяков Ю.А., Кудринский А.А., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы. Успехи химии. 2008; 77(3): 242-69
  2. Lu W., Senapati D., Wang S.G., Tovmachenko O., Singh A.K., Hongtao Yu. et al. Effect of surface coating on the toxicity of silver nanomaterials on human skin keratinocytes. Chemical Physics Letters. 2010; 487(1-3): 92-6. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2010.01.027
  3. Akter M., Sikder М.Т., Rahman М.М., Ullah A.K.M.A., Kaniz Fatima Binte Hossain, Banik S. et al. A systematic review on silver nanoparticles-induced cytotoxicity: Physicochemical properties and perspectives. Journal of Advanced Research. 2018; 9: 1-16. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2010.01.027
  4. Sharma V.K., Yngard R.A., Lin Y. Silver nanoparticles: green synthesis and their antimicrobial activities. Advances in Colloid and Interface Science. 2009; 145: 83-96. https://doi.org/10.1016/j.cis.2008.09.002
  5. Mohandas A., Deepthi S., Biswas R., Jayakumar R. Chitosan based metallic nanocomposite scaffolds as antimicrobial wound dressings. Bioactive Materials. 2018; 3(3): 267-77. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2017.11.003
  6. Gherasim O., Puiu R.A., Bîrca A.C., Burdusel A.-C., Grumezescu A.M. An Updated Review on Silver Nanoparticles in Biomedicine. Nanomaterials. 2020; 10(11): 2318. https://doi.org/10.3390/nano10112318
  7. Deng H., McShan D., Zhang Y., Sinha S.S., Arslan Z., Ray P.C. et al. Mechanistic Study of the Synergistic Antibacterial Activity of Combined Silver Nanoparticles and Common Antibiotics. Environ. Sci. Technol. 2016; 50(16): 8840-8. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b00998
  8. Márquez J.C.M., Aida Hamdan Partida, María del Carmen Monroy Dosta, Jorge Castro Mejía, Jaime Amadeo Bustos Martínez. Silver nanoparticles applications (AgNPS) in aquaculture. International Journal of Fisheries and Aquatic Studies. 2018; 6(2): 5-11.
  9. Hileuskaya K., Ladutska A., Kulikouskaya V., Kraskouski A., Novik G., Kozerozhets I. et al. ‘Green’ approach for obtaining stable pectin-capped silver nanoparticles: physico-chemical characterization and antibacterial activity. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2020; 585: 124141. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2019.124141
  10. Al-Muhanna Muhanna K.A., Hileuskaya K.S., Kulikouskaya V.I., Kraskouski A.N., Agabekov V.E. Preparation of stable sols of silver nanoparticles in aqueous pectin solutions and properties of the sols. Colloid Journal. 2015; 77(6): 677-84.
  11. Василькевич В.М., Михайлова Н.Н., Гилевская К.С., Куликовская В.И. О токсических свойствах гидрозоля наночастиц серебра, стабилизированных пектином. Химическая безопасность. 2019; 3(2): 67-77.
  12. Василькевич В.М., Михайлова Н.Н., Крыж Т.И., Богданов Р.В., Гилевская К.С., Красковский А.Н. Оценка токсического воздействия гидрозоля наночастиц серебра, стабилизированных пектином, на организм крыс в подостром эксперименте. Украинский журнал по проблемам медицины труда. 2020; 16(1): 55-62.
  13. OECD. Guidelines for the Testing of Chemicals, Section 4, Health Effects. Available at: https://www.oecd-ilibrary.org/environment/oecd-guidelines-for-the-testing-of-chemicals-section-4-health-effects_20745788 (accessed: 2 June 2020).
  14. Andriychuk N., Vlasyk L. Subacute toxicity of decahedron and spherical silver nanoparticles in rats. Ukrainskiy zhurnal sovremennykh problem toksikologii. 2019; 2: 14-21. https://doi.org/10.33273/2663-4570-2019-86-2-14-21
  15. Хрипач Л.В., Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И., Князева Т.Д., Коганова З.И., Железняк Е.В. и др. Биохимические критерии в санитарно-токсикологических опытах на лабораторных животных - что нового несут рекомендации ОЭСР? В кн.: IV-й съезд токсикологов России, Москва, 6-8 ноября 2013. М., 2013: 533-6.
  16. Рахманин Ю.А., Хрипач Л.В., Михайлова Р.И., Коганова З.И., Князева Т.Д., Железняк Е.В. и др. Сравнительный анализ влияния нано- и ионной форм серебра на биохимические показатели лабораторных животных. Гигиена и санитария. 2014; 1: 45-50.
  17. Ковалева Н.Ю., Раевская Е.Г., Рощин А.В. Проблемы безопасности наноматериалов: нанобезопасность, нанотоксикология, наноинформатика. Химическая безопасность. 2017; 1(2): 44-87.
  18. Tiwari D.K., Т. Jin, Behari J. Dose-dependent in-vivo toxicity assessment of silver nanoparticle in Wistar rats. Toxicology Mechanisms and Methods. 2011; 21(1): 13-24. https://doi.org/10.3109/15376516.2010.529184

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Василькевич В.М., Богданов Р.В., Гилевская К.С., Куликовская В.И., 2021


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 81728 от 11 декабря 2013.