Разработка методики применения наночастиц серебра для терапии гнойного воспаления у лабораторных животных - Биология и естествознание дипломная работа
Главная
Биология и естествознание
Разработка методики применения наночастиц серебра для терапии гнойного воспаления у лабораторных животных
Оценка размеров, оптических свойств и агрегативной устойчивости наночастиц серебра в водных растворах и разработка методики по применению наночастиц серебра. Противомикробные свойства антисептического средства на основе коллоидного раствора наносеребра.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Буханков В.М. разработка методики применения наночастиц серебра для терапии гнойного воспаления у лабораторных животных. Магистерская диссертация 78 с., 12 рис., 2 табл., 47 источников.
НАНОЧАСТИЦЫ СЕРЕБРА, МЕТОДЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА, РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ, РЭМ - СПЕКТРОСКОПИЯ, ГНОЙНО-ВОСПОЛИТЕНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ.
Целью данной работы являлось исследовать и оценить размеры, оптических свойств и агрегативной устойчивости наночастиц серебра в водных растворах и разработать методику по применению наночастиц серебра.
Объектом исследования являлись наночастицы серебра.
В работе был изучен синтез наночастиц с использованием совместного применения физических факторов: ультрафиолетового излучения, ультразвука, равномерного перемешивания. Так же изучены противомикробные свойства антисептического средства на основе коллоидного раствора наносеребра, полученного с использованием технологии диффузионно-кавитационного фотохимического восстановления раствора нитрата серебра. Полученные результаты позволяют сделать вывод о перспективности создания лекарственной и антисептической формы коллоидного раствора с наночастицами серебра с антимикробной активностью по отношению к P. aeruginosa, A. baumanii и E. coli. на основе разработанного способа диффузионно - кавитационного фотохимического восстановления серебра.
противомикробный наносеребро коллоидный раствор
1.1.2 Оптические свойства наночастиц серебра
1.1.3 Квантово-размерные эффекты наночастиц серебра
1.1.4 Поверхностные эффекты наночастиц
1.2.1 Применение наночастиц серебра в медицине
1.2.2 Терапия в медицине с наночастицами серебра
1.2.3 Применение ультразвука в терапии и хирургии
1.2.4 Применение наначастиц серебра в биологии
1.3 Этиология гнойно - воспалительных заболеваний
1.3.1 Этиология и патогенез абсцессов
2 Основные методы получения наночастиц серебра
2.1.3 Собственное свечение клеток и тканей животных
2.2 Получение наночастиц серебра методом химического восстановления в растворах
2.3. Получение наночастиц серебра методом фотолиза
2.4.Получение наночастиц серебра с помощью лазерного излучения
2.5. Просвечивающая электронная микроскопия
2.6 Растровая электронная микроскопия (РЭМ)
2.6.2 Рентгеноструктурный анализ (РСА)
3 Материалы и методы экспериментального исследования
Рассеяние средами, состоящими из большого числа частиц, существенно отличается от рассеяния отдельными частицами. Это связано, во - первых, с интерференцией волн, рассеянных отдельными частицами, между собой и с падающей волной. Во - вторых, во многих случаях важны эффекты многократного рассеяния (переизлучения), когда свет, рассеянный одной частицей, вновь рассеивается другими. В - третьих, взаимодействие частиц друг с другом не позволяет считать их движения независимыми.
Как уже отмечалось, свойства у наночастицы серебра на самом деле уникальные.
Во-первых, это феноменальная бактерицидная и антивирусная активность. Об антимикробных свойствах [12], присущих ионам серебра, человечеству известно уже очень давно. Наверняка большинство читателей слышали о целительных способностях церковной святой «воды», получаемой путем прогонки обычной воды сквозь серебряный фильтр. Такая вода не содержит многих болезнетворных бактерий, которые могут присутствовать в обычной воде. Поэтому она может храниться годами, не портясь и не «зацветая».
Кроме того, такая вода содержит некоторую концентрацию ионов серебра, способных нейтрализовать вредные бактерии и микроорганизмы [13], чем и объясняется ее благотворное влияние на здоровье человека. На рисунке 2 представлены вирусы атакующие клетку. Скорость, с которой вирус атакует клетку, превышает скорость пули.
Рисунок 2 - Вирусы атакующие клетку
Установлено, что наночастицы серебра в тысячи раз эффективнее борются с бактериями и вирусами, чем серебряные ионы [14].Как показал эксперимент, ничтожные концентрации наночастиц уничтожали все известные микроорганизмы (в том числе и вирус СПИДа), не расходуясь при этом.
Кроме того, в отличие от антибиотиков, убивающих не только вредоносные вирусы, но и пораженные ими клетки, действие наночастиц очень избирательно: они действуют только на вирусы, клетка при этом не повреждается. Дело в том, что оболочка микроорганизмов состоит из особых белков, которые при поражении наночастицами перестают снабжать бактерию кислородом. Несчастный микроорганизм больше не может окислять свое «топливо» глюкозу и гибнет, оставшись без источника энергии. Вирусы, вообще не имеющие никакой оболочки, тоже получают свое при встрече с наночастицей. А вот клетки человека и животных имеют более «высокотехнологичные» стенки, и наночастицы им не страшны.
В настоящий момент проводятся исследования возможностей использования наночастиц серебра в фармацевтических препаратах. Но уже сейчас они находят огромное количество применений.
Например, фирма «Гелиос» выпускает зубную пасту «Знахарь» с наночастицами серебра, эффективно защищающую от различных инфекций. Также небольшие концентрации наночастиц добавляют в некоторые кремы из серии «элитной» косметики для предотвращения их порчи во время использования. Добавки на основе серебряных наночастиц применяются в качестве антиаллергенного консерванта в кремах, шампунях, косметических средствах для макияжа и т.д. При использовании наблюдается также противовоспалительный и заживляющий эффект.
Ткани, модифицированные серебряными наночастицами, являются, по сути, самодезинфицирующимися. На них не может «ужиться» ни одна болезнетворная бактерия или вирус. Наночастицы не вымываются из ткани при стирке, а эффективный срок их действия составляет более шести месяцев, что говорит о практически неограниченных возможностях применения такой ткани в медицине и быту. Материал, содержащий наночастицы серебра, незаменим для медицинских халатов, постельного белья, детской одежды, антигрибковой обуви и т.д., и т.п.
Наночастицы способны долго сохранять бактерицидные свойства после нанесения на многие твердые поверхности (стекло, дерево, бумага, керамика, оксиды металлов и др.). Это позволяет создать высокоэффективные дезинфицирующие аэрозоли длительного срока действия для бытового применения. В отличие от хлорки и других химических средств обеззараживания, аэрозоли на основе наночастиц не токсичны и не вредят здоровью людей и животных.
Люди всегда искали способы борьбы с инфекциями, передаваемыми воздушно - капельным путем -гриппом, туберкулезом, менингитами, вирусным гепатитом и т. п. Но, увы, воздух в наших квартирах, офисах и особенно в местах массового скопления людей (больницы, общественные учреждения, школы, детские сады, казармы, тюрьмы и т. п.) перенасыщен патогенными микроорганизмами, выдыхаемыми зараженными людьми [15].
Традиционные способы профилактики не всегда справляются с этой проблемой, поэтому нанохимики предложили для ее решения очень элегантный способ: добавить в лакокрасочные материалы, покрывающие стены заведений, наночастицы серебра. Как оказалось, на покрашенных такими красками стенах и потолках не может «жить» большинство патогенных микроорганизмов.
Наночастицы, добавленные в угольные фильтры для воды, практически не вымываются с ней, как это происходит в случае обычных серебряных ионов. Это говорит о том, что срок действия таких фильтров будет несоизмеримо больше, а качество очистки воды возрастет на порядок.
Короче говоря, крошечные, незаметные, экологически чистые серебряные наночастицы могут применяться везде, где необходимо обеспечить чистоту и гигиену: от косметических средств до обеззараживания хирургических инструментов или помещений. При этом, как уверяют ведущие российские ученые в данной области, стоимость средств и материалов, созданных на их основе, будет не намного дороже традиционных аналогов, и с развитием нанотехнологий они станут доступны каждому. Фирма Samsung уже добавляет наночастицы серебра в сотовые телефоны, стиральные машины, кондиционеры и т.д.
Поверхностная энергия в термодинамике, избыток энергии в тонком слое вещества у поверхности соприкосновения тел (фаз) по сравнению с энергией вещества внутри тела. Полная поверхностная энергия складывается из работы образования поверхности, т. е. работы, необходимой для преодоления сил межмолекулярного (или межатомного) взаимодействия при перемещении молекул (атомов) из объёма фазы в поверхностный слой, и теплового эффекта, связанного с этим процессом [25].
Поверхностная энергия играет большую роль в формировании структуры нанокомпозитных материалов, т.к. основное преимущество наночастиц - сочетание большой площади поверхности и малого удельного веса. Поэтому необходимо понимать природу сил взаимодействия поверхности, которая позволяет поддерживать наносостояние. Другими словами, необходимо выявить и понять зависимость поверхностной энергии вещества от его площади поверхности.
Доля поверхностных атомов может достигать нескольких десятков процентов; кроме того, развитая поверхность оказывает влияние на решеточные и электронные подсистемы частиц, сильно меняя спектры различных элементарных возбуждений, чувствительных к изменению симметрии и граничных условий. Для наносистем закономерно ожидать резкого возрастания доли именно поверхностной энергии в полном термодинамическом потенциале системы.
Современными учеными проводятся различные эксперименты, позволяющие судить о роли поверхностной энергии в наноразмерных кристаллических объектах [26]. Итогом их исследованием стал вывод о том, что роль поверхностной энергии для наноразмерных систем оказывается гораздо более существенной, чем для массивных объектов, свойства которых определяются в основном объемными вкладами в термодинамический потенциал. Для наночастиц величина поверхностного вклада сравнима по величине с объемным вкладом в энергию системы, что обуславливает уникальные свойства подобных объектов, в частности, описанные в работе размерные эффекты. Особенно интересной является возможность существования состоянием системы с отрицательной поверхностной энергией. Очевидно, что такое состояние системы является, заведомо, нестабильным. При этом можно ожидать резкого изменения адгезионных, структурных и поверхностных свойств вещества [27].
При проведении экспериментов с наночастицами нельзя забывать об окислении если не самих нанокомпозитов то хотя бы внешних слоев, что практически неизбежно. Вопрос об окислении наночастиц представляет собой часть более общей проблемы реакционной способности наночастиц и её количественного сравнения с реакционной способностью соответствующих компактных материалов. Целенаправленных исследований в этом направлении практически нет, имеются лишь отдельные случайные наблюдения.
В связи со способностью особым образом модифицированных наночастиц серебра длительное время сохранять биоцидные свойства, рационально использовать наносеребро не в качестве дезинфицирующих средств частого применения, а добавлять в краски, лаки и другие материалы, что позволяет экономить деньги, время и трудозатраты [28].
адресная доставка лекарств к пораженным клеткам;
диагностика заболеваний с помощью квантовых точек;
новые бактерицидные и противовирусные средства;
нанороботы для ремонта поврежденных клеток и многое другое.
Официально наномедицину определяют как «область применения макромолекул и наночастиц для диагностики и лечения болезней, а также репарации (восстановления) поврежденных тканей».
Веками человек искал волшебное средство для избавления от многочисленных болезней и ран. Многие современные исследователи верят, что нанотехнология может стать гигантским шагом человечества к этой цели. Еще одной задачей молекулярной наномедицины [30] является оценка возможного токсического воздействия на организм человека наночастиц или установление его отсутствия. Важно также решить этические проблемы, которые появятся в ходе развития наномедицины. Возможные медицинские достижения, которые станут доступными с помощью нанотехнологии, простираются от диагностики до терапии.
Широкое применение в медицинской практике находят наночастицы благородных металлов, в частности серебра и золота. На рисунке 3 представлены наночастицы серебра.
Рисунок 3 - Наночастицы серебра на подложке
Свойства наночастиц серебра уникальны, для них характерна феноменальная бактерицидная и антивирусная активность [31].В отличие от антибиотиков, убивающих не только вредоносные вирусы, но и пораженные ими клетки, действие наночастиц очень избирательно: они действуют только на вирусы, клетка при этом не повреждается.
Это объясняется тем, что оболочка микроорганизмов состоит из особых белков, которые при поражении наночастицами серебра перестают снабжать бактерию кислородом, поэтому микроорганизм больше не может окислять глюкозу и гибнет, оставшись без источника энергии. Вирусы вообще не имеют никакой оболочки, поэтому погибают сразу. Клетки же человека и животных имеют более «высокотехнологичные» стенки, и наночастицы им не страшны [32].
В Институте нанотехнологий Международного фонда конверсии разработан способ получения наночастиц серебра в коллоидных растворах (коллоидное серебро, наносеребро) и впервые в стране налажено их производство в качестве биоцидного модификатора, а также производство дезинфицирующих средств на их основе для промышленного и бытового применения. Производимая продукция реализуется под маркой «AgБион».
Установлено, что наночастицы серебра являются одним из перспективных дезсредств. Они позволяют бороться не только с такими опасными болезнями, как СПИД, легионеллёз, птичий грипп и другие нетипичные пневмонии, гепатит, туберкулез, но и менее опасными, но широко распространенными и причиняющими большое неудобство людям - сальмонеллёз, кишечные и стафилококковые инфекции (в т.ч. вызываемые кишечной палочкой) и т.д. К действию любого антибиотика микроорганизмы приспосабливаются за 7 - 10 лет. В то же время не обнаружено ни одного случая, когда бы микроорганизмы приспособились к действию наночастиц серебра, поскольку они атакуют микроорганизмы сразу по нескольким направлениям. Наночастицы серебра «AgБион» предназначены:
1 В качестве дезсредства -- для дезинфекции помещений, предметов обстановки, оборудования и т.д.
2 В качестве модификатора - как биоцидная добавка для создания и производства различных материалов и продукции санитарно - гигиенического назначения с биоцидными (в т.ч. антимикробными, противовирусными, противогрибковыми) свойствами.
На рисунке 4 представлен препарат «AgБион»на основе наночастиц серебра. Наночастицы серебра «AgБион» могут использоваться в качестве дезинфицирующего средства, отвечающего самым высоким современным требованиям. В Институте также разработан ряд технологий, позволяющих модифицировать традиционные материалы наночастицами серебра (НЧС) с целью придания им биоцидных свойств.
Рисунок 4 - Препарат «AgБион» на основе наночастиц серебра
- обладают высокой антимикробной активностью, в т.ч. способны подавлять наиболее адаптированные к внешним воздействиям микроорганизмы (или их видоизмененные формы);
- имеют полный спектр антимикробного действия (бактерии, вирусы, грибы) и подавления патогенной микрофлоры (споры);
-не оказывают деструктирующего влияния на материалы обрабатываемых изделий;
- не содержат хлорсодержащих компонентов;
- обеспечивают безопасность здоровья персонала и пациентов при рекомендуемых режимах обработки;
- экологически безопасны - не загрязняют окружающую среду вредными химическими соединениями.
На основе наночастиц серебра «AgБион» Концерн «Наноиндустрия» наладил выпуск дезсредств нового поколения. Эта продукция предназначена для защиты здоровья людей и животных.
Впервые применение меченых антител в иммуноанализе описали Мiles и Hales в 1968 году. Они показали, что иммунорадиометрические методы, использующие в качестве меток радиоактивные изотопы, должны обеспечить повышение чувствительности и специфичности. Это положило начало интенсивным исследованиям и последующему широкому применению радиоиммуноанализа (РИА) в лабораторной практике. Высокая чувствительность и селективность РИА всем известны, однако, очевидны и его недостатки. Прежде всего - радиоактивность и проблема захоронения отходов. Кроме того, в РИА усложнена стандартизация, так как срок годности наборов зависит от периода полураспада. Это объясняет развитие широкого спектра альтернативных методов, не требующих радиоактивных изотопов и использующих различные физические принципы количественного определения метки.
Хемилюминесценция - это процесс излучения фотонов при переходе электронно- возбужденных продуктов окислительных химических реакций в исходное энергетическое состояние [37]. В таких реакциях выделяется значительное количество энергии и квантовый выход излучаемого света достаточно высок.
Из всех неизотопных методов хемилюминесценция обеспечивает наиболее высокую чувствительность. Для иммунометрических методов чувствительность хемилюминесценции на порядки превосходит чувствительность радиоиммуноанализа.
Математическая модель Экинса (Ekins) позволяет рассмотреть влияние на чувствительность анализа двух переменных: специфической активности меченых антител и неспецифического связывания. При специфической активности, стремящейся к бесконечности, и неспецифическом связывании, стремящемся к нулю, чувствительность метода достигает одной молекулы. Конечно, чувствительность на уровне одной молекулы имеет только теоретический интерес. На практике же важно то, что эта математическая модель определяет основные направления, в которых надо двигаться для достижения максимальной чувствительности: максимальная специфическая активность и минимальное неспецифическое связывание.
Пространственное упорядочение двухцепочечных молекул нуклеиновых кислот в результате "энтальпийной конденсации" и наноконструкции на основе этих молекул. Области применения наноконструкции на основе двухцепочечных молекул ДНК. Нуклеиновые кислоты. курсовая работа [2,2 M], добавлен 15.12.2014
Наночастицы магнетита, возможности их использования в фармакологии и медицине. Суперпарамагнетизм и ферримагнетизм. Применение наночастиц магнетита в качестве контрастного средства при диагностике. Классификация магнитно-резонансных контрастных средств. дипломная работа [6,3 M], добавлен 12.02.2015
Сравнительный анализ методов формирования липосомальных контейнеров со встроенными в них полупроводниковыми наночастицами CdSe/ZnS. Рациональные методы и средства измерения геометрических свойств полупроводниковых наночастиц и липосомальных контейнеров. дипломная работа [3,8 M], добавлен 11.02.2017
Идея физика Фейнмана о применении микроскопических устройств в медицине и создании микроробота для выполнения операций по исправлению сердечного клапана. Развитие нанотехнологии, ее преимущества и основные достижения. Использование наночастиц и биочипов. презентация [7,6 M], добавлен 15.02.2011
Влияние тяжёлых металлов на развитие головастиков. Нефть, пестициды и икра земноводных. Судьба, распределение, стабильность и биоаккумуляция наночастиц в окружающей среде. Влияние токсикантов на выживаемость, темпы роста головастиков озёрной лягушки. магистерская работа [110,3 K], добавлен 18.07.2014
Методики исследований грибов, водорослей, лишайников, высших растений, беспозвоночных и позвоночных животных. Правила сбора растений и животных, сушки растений, умерщвления и фиксирования животных. Практические навыки проведения экскурсий в природе. отчет по практике [90,6 K], добавлен 04.06.2014
Требования к участку для возведения питомника (вивария). Гигиена кормления, поения и ухода за лабораторными животными. Особенности открытой, закрытой и изолированной системы содержания лабораторных животных. Техника безопасности и правила личной гигиены. реферат [25,1 K], добавлен 24.01.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Разработка методики применения наночастиц серебра для терапии гнойного воспаления у лабораторных животных дипломная работа. Биология и естествознание.
Курсовая работа по теме Створення програмного забезпечення для побудови геометричних фігур
Сочинение Недоросль Скотинин И Простаков
База Научных Диссертаций
Реферат: Финансовое планирование на макроуровне
Реферат по теме Влияние мирового экономического кризиса на экономику Китая. 'Кредитный пузырь'
Реферат по теме Иммунопатологические состояния и их лечение
Сочинение На Тему Мой Лермонтов 10 Класс
Реферат: Паннония 2
Реферат по теме Торакоабдоминальные ранения
Курсовая Работа На Тему Особенности Содержания Воспитательной Деятельности Педагога В Современной Профессиональной Школе
Курсовая Работа На Тему Биография И Творческая Деятельность Майи Плисецкой
Дипломная работа по теме Организация работы зон ТО и ТР аккумуляторного участка автотранспортного цеха
Астана Город Будущего Эссе
Образец Введения Дипломной
Контрольная Работа 2 Производная Функции Муравин
Контрольная работа по теме Проблема ісламського тероризму
Реферат Про Компьютер Для Класс 4
Почему Катерину Можно Назвать Трагической Героиней Сочинение
Курсовая работа по теме Учение о разделении властей в воззрениях мыслителей Просвещения
Эссе Дар Бораи Сулх
Вклад отечественных учёных и государственных деятелей в развитие териологии в России в XVIII веке - Биология и естествознание реферат
Особенности современной научно-технической революции - Биология и естествознание курсовая работа
Основы биологии - Биология и естествознание контрольная работа