Currently, metal nanostructures are widely used in medical, microbiological, and veterinary practice. Silver nanoparticles are especially promising as antimicrobial agents, becauseno published data regarding antimicrobial resistance are available. Whiledeveloping preparations based on metal nanoparticles, an important remainingissue is the choice of a stabilizer, introduction of which during the synthesis ensures the preservation of structures at the nanoscale range, and, consequently, relevant main characteristics, including biocidal properties. The object of the study was to investigate silver nanoparticle aqueous dispersions stabilized by natural and synthetic polymeric compounds. Routine strains of Gram-positive and Gram-negative bacteria were used as experimental models: S. aureus 209 P, Escherichia coli ATCC 25922, Proteus mirabilis ATCC 3177 (O-form), Klebsiella pneumoniae ATCC 31488, obtained from the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. The antimicrobial activity of diverse variants of silver nanoparticle aqueous dispersions was assessed by serial dilution platingon dense nutrient medium. In this work, we examined no effect of silver nanoparticles without stabilizers, because their absence led to rapid agglomeration of nanostructures and loss of nanoscale characteristics. The highest sensitivity of Gram-positive and Gram-negative bacteria was foundto the action of ansilver nanoparticle aqueous dispersions stabilized by polyazolidinammoniumand modified with iodine hydrate ions. Drug working concentrations ranging from 0.5 to 3% had a bactericidal effect against pathogens of purulent-inflammatory diseases, and the minimum working concentration of 0.125% led to decreased colony-forming units by 20–57% for diverse bacterial strains. Silver nanoparticles stabilized with sodium dodecyl sulfate showed high efficiency against the studied test strainsprobably due to the high toxicity of the stabilizer used as was previously established during a comprehensive safety assessment using biotest objects and cell cultures. In this regard, its use as a component of antimicrobial preparations is not preferred. The results of the studies showed that among the variants of silver nanoparticle aqueous dispersions, preparations stabilized with polyvinyl alcohol and polyazolidinammonium modified with iodine hydrate ions are the most promising for use in biomedical practice, because they demonstrate a high level of antibacterial activity against both Gram-positive and Gram-negative bacteria as causative agents of purulent-inflammatory diseases and a low toxicity level. This allows us to recommend them as safe and effective antimicrobial components indisinfectants, as well as antiseptic preparations for prevention and treatment of skin and soft tissue infectious diseases.
В настоящее время в медицинской, микробиологической и ветеринарной практике широко используются металлические наноструктуры. Особенно перспективными в качестве антимикробных агентов являются наночастицы серебра, так как в литературе отсутствуют данные о формировании у микроорганизмов устойчивости к ним. При разработке препаратов на основе металлических наночастиц важным вопросом остается выбор стабилизатора, введение которого в процессе синтеза обеспечивает сохранение структур в наноразмерном диапазоне, а, следовательно, и их основных характеристик, в том числе биоцидных свойств. Объектом исследования являлись водные дисперсии наночастиц серебра, стабилизированные природными и синтетическими полимерными соединениями. В качестве экспериментальных моделей использовали стандартные штаммы грамположительных и грамотрицательных бактерий: S. aureus 209 Р, Escherichia coli ATCC 25922, Proteus mirabilis ATCC 3177 (О-форма), Klebsiella pneumoniae АТСС 31488, полученные из Научного центра экспертизы средств медицинского применения. Оценку антимикробной активности различных вариантов водных дисперсий наночастиц серебра проводили методом серийных разведений в плотной питательной среде. В работе не проводили исследование влияния наночастиц серебра без стабилизаторов, так как их отсутствие приводило к быстрой агломерации наноструктур и утрате наноразмерных характеристик. Наибольшая чувствительность грамположительных и грамотрицательных бактерий установлена к действию водной дисперсии наночастиц серебра, стабилизированных полиазолидинаммонием, модифицированным гидрат-ионами йода. Рабочие концентрации препарата от 0,5 до 3% оказывали бактерицидное действие в отношении возбудителей гнойно-воспалительных заболеваний, а минимальная рабочая концентрация 0,125% приводила к снижению колониеобразующих единиц на 20–57% разных штаммов бактерий. Наночастицы серебра, стабилизированные додецилсульфатом натрия, показали высокую эффективность в отношении исследуемых тест-штаммов, что, вероятно, связано с высокой токсичностью используемого стабилизатора, которая была установлена ранее при проведении комплексной оценки безопасности с использованием биотест-объектов и культур клеток. В связи с этим его использование в качестве компонента антимикробных препаратов нежелательно. Результаты проведенных исследований показали, что среди вариантов водных дисперсий наночастиц серебра наиболее перспективными для использования в медико-биологической практике являются препараты, стабилизированные поливиниловым спиртом и полиазолидинаммонием, модифицированным гидрат-ионами йода, поскольку они демонстрируют высокий уровень антибактериальной активности в отношении как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий — возбудителей гнойно-воспалительных заболеваний — и низкий уровень токсичности. Это позволяет рекомендовать их в качестве безопасных и эффективных антимикробных компонентов дезинфицирующих средств, а также антисептических препаратов для профилактики и лечения инфекционных заболеваний кожи и мягких тканей.