Intenzívny rozvoj nanotechnológií prináša nové postupy v prevencii a liečbe infekčných onemocnení vo väčšine klinických odborov, hlavne je významný ich prínos pri zavádzaní nových moderných postupov pri ošetrovaní akútnych i chronických infekcií v rannom štádiu.

Využívanie štruktúry a vlastností rôzne pripravených nanočastíc striebra má overené bakteriocídne účinky na rozsiakle spektrum baktérií a kvasiniek a sú už súčasťou komerčne vyrábaných materiálov pre likvidáciu baktérií a dosiahnutiu epitelizácie predovšetkým v rozsiahlych chronických ranách.

Produkty s nanočasticami Ag významne ovplyvňujú bazálny metabolizmus, ďalej, všetky redukčné pochody baktérií, vrátane významného obmedzenia transportu substrátu do buniek a na rozdiel od použitia antibiotík nevzniká rezistencia. Nanoprodukty striebra sú aplikované na zvlhčovanie rán a na nekrotické tkanivá, zvyšujú regeneračnú schopnosť v zasiahnutých tkanivách.

Ďalej je intenzívne študovaný vplyv nanočastíc Ag na baktérie, ktoré sú obsiahnuté v biofilme, poťahujúcom implantáty. Podľa hodnotenia ich preventívnych a terapeutických vlastností sa dá konštatovať, že významne prispievajú k poklesu incidencie všetkých typov akútnych i chronických rán, vrátane tzv. surgery site infection (SSI- infekcie v mieste chirurgického výkonu), ktoré majú incidenciu 20-60% zo všetkých nemocničných nákaz, čiže podstatne sa zníži riziko reoperácií. 

Vplyv koloidného striebra na hojenie popálenín a rán

Na pracovisku Univerzity v Hong Kongu Wong et al. vypracovali porovnávaciu štúdiu vplyvu doteraz používaného sulfodiazínu strieborného a koloidného striebra na hojenie popálenín. Obidve formy striebra boli aplikované v obväzovom materiáli.

Strieborné nanočastice urýchľujú  hojenie poranení a dosahujú podstatne lepší kozmetický  výsledok, ako sulfodiazín strieborný:

1. A) Čas, potrebný u zvierat na zahojenie popálenín, ošetrených nanočasticami striebra (ND),  sulfadiazinom strieborným (SSD), a bez ošetrenia (NT).
2. B) rýchlosť hojenia popálenín zvierat ošetrených ND (♦), SSD (▲), alebo neošetrených (■).
3. C) fotografie rán  zvierat ošetrených ND, SSD, alebo neošetrených 0, 10, a 25 dní po vzniku popálenín.
4. D) Hematoxylínom a eozínom farbené histologické rezy z  rán zvierat, ošetrených ND, SSD, alebo neošetrených

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

Podobným spôsobom porovnávali vplyv koloidného striebra a kombinácie antibiotíkamoxicillín + metronidazol:

Strieborné nanočastice majú účinné antibakteriálne vlastnosti (ale proces hojenia závisí na iných mechanizmoch):

1. A) kultúra mikroorganizmov - tampón z poranenia vzatý po 1, 3, 5, 7, a 10 dňoch u zvierat  ošetrovaných ND (svetlošedý), SSD (biely) alebo bez ošetrenia (tmavošedý).
2. B) čas, potrebný pre hojenie popálenín u zvierat ošetrovaných ND, antibiotikami A+M (amoxicillin + metronidazole v nízkej alebo vysokej dávke), alebo bez ošetrenia.

 (Škoda, že autori netestovali možnosť synergického efektu medzi koloidným striebrom a uvedenými antibiotikami).

V ďalšej časti štúdie je posudzovaný vplyv koloidného striebra na cytokínový profil a jeho modulácia. Výsledky práce poukazujú na veľmi perspektívne možnosti použitia koloidného striebra pri liečbe popálenín.

V práci (35, vid Info Blog) sa autori  zamerali na vplyv nanočastíc striebra na začatie a reguláciu imunitnej odpovede organizmu. Osobitnú pozornosť venovali potenciálnemu klinickému významu nanočastíc striebra v súvislosti s jeho účinkami na produkciu hlavných imunologických sprostredkovateľov, ako aj jeho význam pre bakteriálne a vírusové infekcie. Pokúsili sa o kritickú analýzu súčasného stavu vedomostí, aby znížili vážny nedostatok informácií a pomohli riešiť kontroverzné otázky týkajúce sa biologických účinkov nanočastíc striebra na imunitný systém. 

Synergické účinky niektorých antibiotík a koloidného striebra

Ruden et al testovali synergické (znásobujúce) účinky antimikrobiálnych peptidov a koloidného striebra proti patogénnym baktériám. Merali frakčnú inhibičnú koncentráciu (FIC) pre spolupôsobenie antibiotika a KS na jednotlivé kmene mikroorganizmov. Tučným písmom sú zvýraznené synergické hodnoty. V zátvorkách je uvádzaná hodnota štandardnej odchýlky 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 najnižšia koncentrácia antibiotika, ktorá inhibuje viditeľný rast mikroorganizmov, frakčná inhibičná koncentrácia (FIC) index = MIC (A v kombinácii s B) / MIC (A sám) + MIC (B v kombinácii s A) / MIC (B sám).FIC index  hodnoty nad  2,0 ukazujú protichodné vplyvy, hodnoty medzi 0,5 a 2,0 ukazujú aditívne účinky, ahodnoty nižšie ako 0,5 ukazujú synergické efekty)

 ND – nestanovené

Z tabuľky vyplýva, že nanočastice striebra spolu s testovanými antimikrobiálnymipeptidmi majú prinajmenšom aditívny účinok. Skutočná synergia bola pozorovaná, keď sa  nanočastice striebra používajú spolu s polymyxínom B agramicidínom S. Kombinácia strieborných nanočastíc a polymyxínu B ukázalanajvýraznejšiu antibiotickú synergiu proti gram-negatívnym baktériám.Nanočastice tiež vykazujú pozoruhodne nízku úroveň hemolytickej aktivity, na rozdiel od AgNO₃. Kombinácia strieborných nanočastíc s polymyxínom B je tak sľubným kandidátom na novú liečbu infekcií spôsobených gram-negatívnymi patogénmi. Zdá sa, že permeabilizácia vonkajšej bakteriálnejmembrány polymyxínom B zvyšuje vnútornú antibiotickú účinnosť nanočastícstriebra.

 Li et al (43) zistili, že kombinácia amoxicilínu (β-laktámové antibiotikum) a nanočastíc striebra vedie k vyššej baktericídnej účinnosti na bunky Escherichia coli, ako keď sú použité samostatne. Dynamické testy na rast baktérií ukázali, že exponenciálna a stacionárna fáza sa výrazne znížili a oneskorili v dôsledku synergického efektu amoxicilínu a nanočastíc striebra.

Fayaz et al (44) testovali synergický efekt Ag-nanočastíc v kombinácii sampicilínom, kanamycínom, erytromycínom a chloramfenikolom voči rôznym kmeňom gram-pozitívnych a gram-negatívnych baktérií. U všetkých prípadov bolo zistené zvýšenie antimikrobiálneho účinku, najviac v prípade ampicilínu. Výsledok ukázal, že kombinácia antibiotík s AgNPs výrazne zlepšuje antimikrobiálne účinky.

Shahverdi  et al (45) testovali zvýšenie antimikrobiálnych aktivít rôznych antibiotík pomocou Ag-nanočastíc proti Staphylococcus aureus a Escherichia coli. Zistili zvýšenú  antibakteriálnu účinnosť penicilínu G, amoxicilínu, erytromycínu, klindamycínu a vankomycínu v prítomnosti Ag-nanočastíc proti obom testovaným kmeňom. Najvyššie synergické účinky boli pozorované u vankomycínu, amoxicilínu, a penicilínu G proti S. aureus.

De Souza et al publikovali výsledky testovania spolupôsobenia koloidného striebra a niektorých antibiotík v nasledovnej tabuľke:

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

V prípade metycilín-rezistentného zlatého stafylokoka (MRSA) zistili antisynergický (antagonistický) efekt u amoxycilínu a oxacyllínu a teda uvedené antibiotiká nie je vhodné kombinovať s koloidným striebrom u tohto konkrétneho kmeňa mikroorganizmov.

Jain et al (46) skúmali interakcie Ag-nanočastíc s bežne používanými antibiotikami, pozorované efekty boli synergické (ceftazidím), aditívne (streptomycín, kanamycín, ampiclox, polymyxín B) a antagonistické (chloramfenikol).

Afreen et al (47) skúmali antibakteriálnu aktivitu proti dvom multirezistentným (MDR)  kmeňom Pseudomonas aeruginosa (P1 a P2) izolovaných zo zápalovej infekcie z nemocnice v Gulbarga, región  Karnataka, India. Nanostriebro samotné malo zónu inhibície  33 mm a 30,5 mm v priemere pre P1 a P2 kmene, komerčné antibiotiká neučinkovali vôbec.
Výsledky tejto štúdie jasne preukázali, že koloidné strieborné nanočastice inhibovali rast a množenie skúšobných organizmov. Takáto vysoká antibakteriálna aktivita bola pozorovaná pri veľmi nízkej koncentrácii nanostriebra - 20μL ( 0.001mg nAg /disk).

Obrázok 1: Zóna inhibície (mm) Ag-nanočastíc  bez antibiotík  proti MDR kmeňom.

Obrázok 2: Zóna inhibície (mm) Ag-nanočastíc  s antibiotikami (a) a samotných antibiotík (b)

Výsledky testu a zistený synergický efekt sú uvedené v tabuľke: