В течение нескольких лет сотрудниками отдела фундаментальных и клинико-экспериментальных исследований ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России в рамках выполнения государственного задания и инициативного плана осуществлялось изучение и разработка новых подходов к использованию наночастиц переходных металлов для стимуляции процессов регенерации кожи и мягких тканей.
В работе изучались наночастицы переходной группы металлов: меди, цинка, железа, титана, марганца и никеля (ТУ 1733-056-00209013- 2008), синтезированные на плазмохимическом комплексе филиала ФГУП РФ «Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений» (ФГУП РФ ГНЦ ГНИИХТЭОС г. Москва). Наночастицы получали из крупноразмерных образцов металлов с помощью плазменной технологии, основанной на испарении сырья до ультрадисперсных частиц требуемого размера в плазменном потоке с температурой 5000-60000 К и конденсации пара. В исследовании изучали 150 антибиотикорезистентных штаммов микроорганизмов, выделенных от пациентов с посттравматическими и послеоперационными осложнениями, находившихся на лечении в ФГБУ «СарНИИТО» Минздрава России. Кроме того, исследовании проведены в отношении белых крыс-самцов, у которых моделировали условно-асептическую и гнойную раны.
Всесторонне охарактеризованы физико-химические свойства наночастиц (химический состав поверхности наночастиц, способность к агрегации, размер наночастиц и их агрегатов). В составе поверхности наночастиц металлов обнаружено 7,73 – 37,97 % атомов кислорода, входящего в состав оксидной оболочки, обеспечивающей постепенную диффузию ионов и пролонгированное действие наночастиц. Изучены антибактериальные свойства наночастиц меди, цинка, титана, никеля, марганца в отношении антибиотикорезистентных грамположительных и грамотрицательных клинических штаммов. Экспериментально доказано, что наибольшей антибактериальной активностью в отношении антибиотикорезистентных штаммов бактерий Е. coli, S. epidermidis, S. aureus и P. aeruginosa обладают наночастицы меди, цинка и наночастицы никеля, коэффициент редукции во всех вариантах опытов был выше 0. Наночастицы титана и железа при воздействии в течение 30 и 120 минут оказывают ростстимулирующее действие в отношении S. еpidermidis, что подтверждается низкими значениями коэффициента редукции.
На основании полученных результатов в институте был разработан комплексный препарат для регенерации кожи и мягких тканей, который имеет порошкообразную форму. Он содержит три компонента: наночастицы меди с дисперсностью 30-40 нм; наночастицы цинка с дисперсностью 30-70 нм; низкомолекулярный хитозан, используемый в качестве биодеградируемого биополимерного материала. Препарат при взаимодействии с биологическими жидкостями непосредственно в ране при нарушении целостности кожного покрова и дефектах мягких тканей структурно преобразуется в гидрогель, обеспечивая формирование стойкого эластичного покрытия в виде пленки с равномерным распределением активных лечебных компонентов, полностью закрывающей раневую поверхность и повторяющей сложный контур раны. Сочетание наночастиц меди и цинка с хитозаном позволяет оказать необходимое воздействие на все этапы заживления как условно-асептических, так и инфицированных ран мягких тканей.
В 2015 году ООО «ИМТ» был подготовлен инновационный проект по исследованию и разработке биодеградируемого раневого покрытия с наночастицами металлов и технологий его использования, который был поддержан экспертами ФГБУ «Фонд содействия инновациям», в результате чего получено финансирование и успешно реализован 1-й этап проекта (договор № 602ГС1/15747 от 04.08.2015г.) совместно с нашими производственными партнерами – ООО «Эндокарбон» и ООО «Остеофикс» (г. Пенза).