Учёные ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» разработали мазь из магнитных наночастиц и антибиотика для лечения ожогов. Благодаря наночастицам, антибиотик проникает вглубь раны и убивает больше болезнетворных бактерий, способствуя быстрому восстановлению тканей. Исследование опубликовано в журнале Bulletin of Experimental Biology and Medicine.

Магнитные наночастицы часто рассматривают как медицинское средство, к примеру, для адресной доставки лекарств или разработки новых препаратов. Перспективными для применения в медицине считаются наночастицы магнитного ферригидрита. Этот минерал вырабатывают бактерии, поэтому он относится к биосовместимым.

Исследователи Федерального исследовательского центра «Красноярской научный центр СО РАН» разработали мазь из наночастиц ферригидрита и антибиотика, которая значительно быстрее заживляет ожоги, чем обычный антибиотик. В ранах лабораторных животных, обработанных такой суспензией, снижалось количество болезнетворных бактерий, кожный покров восстанавливался уже спустя десять дней, а воспаление было минимальным.

Наночастицы ферригидрита имеют биогенное происхождение, то есть синтезированы бактериями. Обычно их получают при помощи бактерий Klebsiella oxytoca. При выращивании в бескислородных условиях и с добавкой цитрата железа в качестве «корма» эти микроорганизмы производят полисахарид, связанный с ферригидритом. Поэтому, в отличие от синтетических, получать наночастицы ферригидрита легче и безопаснее, и при этом они не токсичны для других организмов.

Ранее ученые показали, что магнитные наночастицы ферригидрита под воздействием внешнего магнитного поля могут как проникать в ткани, так и выводиться из организма. При этом они не токсичны и образуют устойчивые комплексы с антибиотиком. Это навело исследователей на мысль, что ферригидрит можно использовать как магнитно-контролируемый носитель антибиотиков для борьбы с воспалением.

Эксперименты проводили на крысах в соответствии со строгими протоколами обращения с лабораторными животными, которые приняты во всех ведущих исследовательских центрах. Лечение начинали на второй день после получения ожогов, когда рана инфицировалась. Курс терапии длился две недели. Одной группе грызунов на поврежденную кожу наносили традиционный антибиотик, а другой — мазь из антибиотика и наночастиц. Во втором случае под воздействием магнитного поля антибиотик вместе с ферригидритом проникает глубже в рану.

Ученые отмечают, что после первых трех дней лечения состояние грызунов, получавших наномазь, стало быстро улучшаться. Спустя неделю эти крысы были активны, а их ранки быстрее затягивались.

После того, как эксперимент завершился, исследователи взяли образцы обожженной кожи и посмотрели, остались ли там опасные бактерии, такие как стрептококки, стафилококки и другие патогены. В ранках крыс, получавших антибиотик с наночастицами, вредные микроорганизмы практически отсутствовали. Благодаря этому, сам ожог начал заживать значительно быстрее, чем у животных, получавших другое лечение.

Оксана Коленчукова, доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера ФИЦ КНЦ СО РАН
Оксана Коленчукова

«Перед нами стояла задача — определить насколько антибиотик работает лучше с наночастицами. Сами магнитные частицы, конечно, не могут быть лекарственным средством. Мы их используем как носитель лекарства. При этом крысы все-таки животные. Лечить их сложно. Крыса постоянно слизывает с себя все, что мы на нее наносим. После нанесения на рану антибиотика, он вытирается и не попадает глубоко, не лечит рану. Под воздействием магнитного поля наночастицы усиливают попадание антибиотика вглубь, и лечение более эффективно. Наши результаты служат основой для дальнейшего изучения возможности использования магнитных ферригидритных наночастиц, несущих антибиотик, в клинической практике, в частности, при лечении различных воспалительных и раневых процессов», – рассказывает о результатах исследования Оксана Коленчукова, доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера ФИЦ КНЦ СО РАН.

Ученая отметила, что для точного понимания действия антибиотика с наночастицами при лечении человека нужно проводить дополнительные исследования. Прежде чем внедрять мазь на основе наночастиц в клиническую практику, требуется провести стандартный для любого лекарства набор испытаний и тестов. Опыты с животными – один из первых и необходимых этапов.