Сорбционная активность наночастиц серебра на полированном и стандартном кетгуте
Исследованы особенности взаимодействия кетгута и наночастиц серебра в зависимости от обработки поверхности волокна и времени его экспозиции в Ag-содержащих гелях (в течение 1 и 24 ч). Установлено, что максимальная сорбция наночастиц серебра в размерном диапазоне от 1 до 10 нм наблюдается у полированного кетгута через сутки экспозиции, тогда как на необработанной поверхности кетгута только при инкубации 24 ч в Ag-содержащем геле с наночастицами, полученными путем кавитационно-диффузионного фотохимического восстановления, наблюдается увеличение количества наночастиц во всех размерных диапазонах преимущественно диаметром 1-5 нм. При этом инкубация кетгута в «Аргогеле» в течение 1 ч не позволяет получить на волокне потенциально эффективной концентрации наночастиц серебра.
Sorption activity of silver nanoparticles on polished and standard catgut.pdf Введение Актуальным вопросом является не только разработка эффективных способов получения наночастиц серебра (AgNPs) определенного размера (размер 10 в среднем уменьшалось с 26 до 2) в течение суток при инкубации кетгута I в препарате «Аргогель» может объясняться сохранением частиц небольших размеров за счет менее выраженного снижения заряда кулоновского взаимодействия, а также продолжающейся сорбцией наночастиц серебра размером менее 5 нм. При этом снижение заряда AgNPs может осуществляться за счет взаимодействия сорбировавшего их волокна с окружающей средой, что будет сопровождаться десорбцией наночастиц серебра при увеличении времени инкубации. Кроме того, дисперсионное (лондоновское) взаимодействие, например между лигандом наночастиц и волокнами, также может ослабевать в процессе инкубации за счет взаимодействия лиганда с растворителем, что приведет к преобладанию процесса десорбции наночастиц серебра при длительной экспозиции волокна в растворе наночастиц серебра. Подобные процессы были также обнаружены и при экспозиции кетгута II в том же препарате. Уже через сутки нами было отмечено существенное снижение сорбированных наночастиц размером более 10 нм (количество AgNPs>10 в среднем снижалось с 92 до 13) и значительное повышение доли наночастиц размером от 1 до 10 нм (количество AgNPs1-10 в среднем возрастало с 46 до 60). Также необходимо отметить, что снижение количества наночастиц размерами более 40 нм (количество AgNPs>40 в среднем снижалось с 26 до 10) было менее выраженным по сравнению с наночастицами серебра размером от 10 до 30 нм (количество AgNPs10-30 в среднем снижалось с 66 до 3), что, по-видимому, связано с другим механизмом сорбции сравнительно крупных наночастиц, а именно фиксацией крупных агломератов в неровностях поверхности шовной нити, что может ослаблять последующую возможную десорбцию таких образований. При экспозиции кетгута I в гель-Ag нами была отмечена относительно умеренная десорбция наночастиц серебра размером от 5 до 40 нм (количество AgNPs в среднем снижалось с 34 до 20), в то время как количество сравнительно крупных наночастиц размером более 40 нм несколько возрастало (количество AgNPs>40 в среднем увеличилось с 1 до 5), что, видимо, связано со свойствами поверхности данного волокна за счет его предварительной обработки (полированная поверхность). При экспозиции кетгута II в препарате гель-Ag мы отмечали выраженные процессы сорбции наночастиц всех исследуемых размерных диапазонов (количество AgNPs в среднем возросло с 6 до 132), требующие достаточно длительного времени, что подтверждается очень малым количеством наночастиц через 1 ч инкубации и значительным увеличением их количества через 24 ч экспозиции. Заключение Сорбционная способность кетгута существенно зависит от свойств его поверхности, после полировки которой создаются условия для более быстрого накопления наночастиц серебра на волокне уже в течение 1 ч инкубации, что может быть обусловлено предварительной подготовкой поверхностного слоя, в том числе за счет изменения заряда структурных радикалов коллагена, а также изменения пористости в процессе набухания волокна при инкубации с Ag-содержащими гелями. Следует отметить, что для получения эффективных концентраций наночастиц серебра на необработанной поверхности кетгута требуется увеличение времени инкубации до 24 ч в обоих исследованных гелях. Кроме того, показано, что инкубация волокон в «Аргогеле» не позволяет создать достаточные для их эффективного применения концентрации наночастиц серебра в первый час экспозиции.
Ключевые слова
наночастицы серебра,
кетгут,
электронная микроскопия,
сорбция,
silver nanoparticles,
aggregative stability,
gelАвторы
Копытов Геннадий Филиппович | Кубанский государственный университет | д.ф.-м.н., профессор, зав. кафедрой радиофизики и нанотехнологий КубГУ | 013194@mail.ru |
Малышко Вадим Владимирович | Кубанский государственный медицинский университет; Южный научный центр РАН | к.м.н., ассистент каф. общей хирургии КубГМУ, науч. сотр. лаб. проблем распределения стабильных изотопов в живых системах ЮНЦ РАН | intro-2@rambler.ru |
Елкина Анна Анатольевна | Кубанский государственный университет; Южный научный центр РАН | аспирантка КубГУ, мл. науч. сотр. лаб. проблем распределения стабильных изотопов в живых системах ЮНЦ РАН | 013194@mail.ru |
Моисеев Аркадий Викторович | Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина | науч. сотр. отдела науки Кубанский ГАУ | moiseew_a@rambler.ru |
Джимак Степан Сергеевич | Кубанский государственный университет; Южный научный центр РАН | к.б.н., доцент каф. радиофизики и нанотехнологий КубГУ, ст. науч. сотр. лаб. проблем распределения стабильных изотопов в живых системах ЮНЦ РАН | jimack@mail.ru |
Басов Александр Александрович | Кубанский государственный университет; Кубанский государственный медицинский университет | д.м.н., ст. науч. сотр. НИЧ КубГУ, профессор каф. фундаментальной и клинической биохимии КубГМУ | son_sunytch79@mail.ru |
Барышев Михаил Геннадьевич | Кубанский государственный университет; Южный научный центр РАН | д.б.н., профессор РАН, профессор каф. радиофизики и нанотехнологий КубГУ, зав. лаб. проблем распределения стабильных изотопов в живых системах ЮНЦ РАН | science-pro@kubsu.ru |
Всего: 7
Ссылки
Джимак С.С., Малышко В.В., Горячко А.И. и др. // Изв. вузов. Физика. - 2019. - Т. 62. - № 2. - С. 114-122.
Петриев И.С., Болотин С.Н., Фролов В.Ю. и др. // Изв. вузов. Физика. - 2018. - Т. 61. - № 10. - С. 131-135.
Anand Ganesh V., Kundukad B., Cheng D., et al. // J. Appl. Polymer Sci. - 2019. - V. 136 (22). - P. 47580. https://doi.org/10.1002/app.47580.
Onesti M.G., Carella S., and Scuderi N. // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. - 2018. - V. 22(17). - P. 5729-5739. DOI: 10.26355/eurrev_201809_15841.
Yaglova N.V., Tsomartova D.A., Obernikhin S.S., et al. // Biology Bulletin. - 2019. - V. 46(1). - P. 74-81. DOI: 10.1134/S1062359018060122.
Popov K.A., Bykov I.M., Tsymbalyuk I.Yu., et al. // Medical News of North Caucasus. - 2018. - V. 13(3). - P. 525-529. https://doi.org/10.14300/mnnc.
Fedulova L.V., Basov A.A., Vasilevskaya E.R., et al. // Current Pharmaceutical Biotechnology. - 2019. - V. 20(3). - P. 245-253. https://doi.org/10.2174/1389201020666190222184814.
Ercan U.K., İbiş F., Dikyol C., et al. // PLoS One. - 2018. - V. 13(9). - P. e0202703. DOI: 10.1371/journal.pone.0202703.
Kathju S., Nistico L., Tower I., et al. // Surg Infect (Larchmt). - 2014. - V. 15(5). - P. 592-600. DOI: 10.1089/sur.2013.016.
Luzhnova S., Voronkov A., Gabitova N., et al. // Res. Results in Pharmacology. - 2018. - V. 4(1). - P. 11-16. https://doi.org/10.3897/rrpharmacology.4.25110.
Zhang S., Liu X., Wang H., et al. // J. Pediatr Surg. - 2014. - V. 49(4). - P. 606-613. DOI: 10.1016/j.jpedsurg.2013.12.012.
Bykov I.M., Basov A.A., Malyshko V.V., et al. // Bull. Exp. Biol. Med. - 2017. - V. 163(2). - P. 268-271.
Копытов Г.Ф., Малышко В.В., Горячко А.И. и др. // Изв. вузов. Физика. - 2018. - Т. 61. - № 12. - С. 21-26.
Rath G., Hussain T., Chauhan G., et al. // J. Drug. Target. - 2016. - V. 24(6). - P. 520-529. DOI: 10.3109/1061186X.2015.1095922.
Ghosh A., Prasad A.K., and Chuntonov L. // J. Phys. Chem. Lett. - 2019. - V. 10(10). - P. 2481- 2486. DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b00530.
Dzhimak S.S., Sokolov M.E., Basov A.A., et al. // Nanotechnol. in Russia. - 2016. - V. 11. - No. 11-12. - P. 846-852.