danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2018-62-4-432-438dan-537Research ArticleХИМИЯCHEMISTRYПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ГИДРОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ НАНОКОМПОЗИТА ПЕКТИН-Ag, СОДЕРЖАЩИХ КАНАМИЦИНPREPARATION AND PROPERTIES OF KANAMYCIN-CONTAINING HYDROGELS BASED ON PECTIN-Ag NANOCOMPOSITEГилевскаяК. С.HileuskayaKseniya S.

Гилевская Ксения Сергеевна – канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник

ул. Ф. Скорины, 36, 220141, Минск

Hileuskaya Kseniya Sergeevna – Ph. D. (Chemistry), Senior researcher

36, F. Skoryna Str., 220141, Minsk

k_hilevskay@mail.ruКрасковскийА. Н.KraskouskiAliaksandr N.

Красковский Александр Николаевич – мл. науч. сотрудник

ул. Ф. Скорины, 36, 220141, Минск

Kraskouski Aliaksandr Nikolaevich – Junior researcher

36, F. Skoryna Str., 220141, Minsk

aleks.kraskovsky@gmail.comЛадутькоЕ. И.LadutskaAlena I.

Ладутько Елена Ивановна – канд. биол. наук, вед. науч. сотрудник

ул. Купревича, 2, 220141, Минск

Ladutska Alena Ivanovna – Ph. D. (Biology), Leading Researcher

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

ladutko_elena@mail.ruНовикГ. И.NovikGalina I.

Новик Галина Ивановна – канд. биол. наук, заведующая лабораторией

ул. Купревича, 2, 220141, Минск

Novik Galina Ivanovna – Ph. D. (Biology), Head of the Laboratory

2, Kuprevich Str., 220141, Minsk

galina_novik@mbio.bas-net.byАгабековВ. Е.AgabekovVladimir E.

Агабеков Владимир Енокович – академик, д-р хим. наук, профессор, директор

ул. Ф. Скорины, 36, 220141, Минск

Agabekov Vladimir Enokovich – Academician, D. Sc. (Chemistry), Professor, Director

36, F. Skoryna Str., 220141, Minsk

mixa@ichnm.basnet.byИнститут химии новых материалов Национальной академии наук БеларусиInstitute of Chemistry of New Materials of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут микробиологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus201812092018624432438Copyright © Гилевская К.С., Красковский А.Н., Ладутько Е.И., Новик Г.И., Агабеков В.Е., 20182018Гилевская К.С., Красковский А.Н., Ладутько Е.И., Новик Г.И., Агабеков В.Е.Hileuskaya K.S., Kraskouski A.N., Ladutska A.I., Novik G.I., Agabekov V.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/537

Методом ионотропного желирования получены гидрогели на основе нанокомпозита пектин-Ag, обладающие собственной антибактериальной активностью (МИКAg = 0,02–0,81 мМ). Показано, что синтезированные гидрогели имеют высокую емкость по канамицину (до 70 мас.  %). Полученные гидрогели обеспечивают пролонгированное высвобождение канамицина в физиологическом растворе и усиливают его антибактериальное действие (снижение МИК в 10–20 раз) за счет синергетического эффекта.

The hydrogels based on nanocomposite pectin-Ag exhibiting the antibacterial activity (MIСAg = 0.02–0.81 mM) were obtained by ionotropic gelation. It was shown that the synthesized hydrogels had a high capacity for kanamycin (up to 70 wt. %). The obtained hydrogels provided a prolonged release of kanamycin in 0.9 % NaCl and enhanced its antibacterial activity (MIC decreased 10–20 times) due to the synergistic effect.

пектиннаночастицы серебра«зеленая» химиягидрогеликанамицинсинергизмpectinsilver nanoparticles“green” chemistryhydrogelskanamycinsynergismРабота выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект № Х16-057).The work was supported by the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research (Project no. Х16-057).ReferencesПотиевский, Э. Г. Медицинские аспекты применения пектина / Э. Г. Потиевский, А. И. Новиков. – М.: Мед. книга, 2002.Potievskij Je. G., Novikov A. I. Medical aspects of pectin application. Moscow, Medicinskaya kniga Publ., 2002 (in Russian).Валышев, А. В. Антимикробная активность пектинов и их производных / А. В. Валышев // Бюллетень Оренбург. науч. центра УрО РАН. – 2013. – № 3. – 14 с.Valyshev A. V. Antimicrobial activity of pectins and their derivatives. Byulleten’ Orenburgskogo nauchnogo tsentra UrO RAN [Bulletin of the Orenburg Scientific Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences], 2013, no. 3. 14 p. (in Russian).Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы / Ю. А. Крутяков [и др.] // Успехи химии. – 2008. – Т. 77, № 3. – С. 242–269.Krutyakov Yu. A., Kudrinskiy A. A., Olenin A. Yu., Lisichkin G. V. Synthesis and properties of silver nanoparticles: advances and prospects. Russian Chemical Reviews, 2008, vol. 77 (3), pp. 233–257. https://doi.org/10.1070/rc2008v077n03abeh003751Coping with antibiotic resistance: combining nanoparticles with antibiotics and other antimicrobial agents / A. M. Allahverdiyev [et al.] // Expert Rev. Anti. Infect. Ther. – 2011. – Vol. 9, N 11. – P. 1035–1052. https://doi.org/10.1586/eri.11.121Allahverdiyev A. M., Kon K. V., Abamor E. S., Bagirova M., Rafailovich M. Coping with antibiotic resistance: combining nanoparticles with antibiotics and other antimicrobial agents. Expert review of anti-infective therapy, 2011, vol. 9, no. 11, pp. 1035–1052. https://doi.org/10.1586/eri.11.121Huh, A. J. “Nanoantibiotics”: a new paradigm for treating infectious diseases using nanomaterials in the antibiotics resistant era / A. J. Huh, Y. J. Kwon // J. controlled release. – 2011. – Vol. 156, N 2. – P. 128–145. https://doi.org/10.1016/j. jconrel.2011.07.002Huh A. J., Kwon Y. J. “Nanoantibiotics”: a new paradigm for treating infectious diseases using nanomaterials in the antibiotics resistant era. Journal of controlled release, 2011, vol. 156, no. 2, pp. 128–145. https://doi.org/10.1016/j. jconrel.2011.07.002Mechanistic Study of the Synergistic Antibacterial Activity of Combined Silver Nanoparticles and Common Antibiotics / H. Deng [et al.] // Environ. Sci. Technol. – 2016. – Vol. 50, N 16. – P. 8840–8848. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b00998Deng H., McShan D., Zhang Y., Sinha S. S., Arslan Z., Ray P. C., Yu H. Mechanistic Study of the Synergistic Antibacterial Activity of Combined Silver Nanoparticles and Common Antibiotics. Environmental Science and Technology, 2016, vol. 50, no. 16, pp. 8840–8848. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b00998Получение и свойства наночастиц пектината кальция / А. Н. Красковский [и др.] // Весці Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2014. – № 1. – C. 51–56.Kraskouski A. N., Hileuskaya K. S., Kulikouskaya V. I., Agabekov V. E. Synthesis and properties of calcium pectinate nanoparticles. Vestsі Natsyyanal’nai akademіі navuk Belarusі. Seryya khіmіchnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series, 2014, no. 1, pp. 51–56 (in Russian).Исследование антибактериальной активности гидрозолей нанокомпозитов пектин-серебро и гидрогелей на их основе / Д. Т. Плотникова [и др.] // Молодежь в науке–2016: сб. материалов Междунар. конф. молодых ученых. – Минск: Беларуская навука, 2017. – С. 50–55.Plotnikava D. T., Hileuskaya K. S., Kulikouskaya V. I., Novik G. I. The study of antibacterial activity of pectin-silver nanocomposites hydrozoles and hydrogeles. Molodezh v nauke–2016: sbornik materialov Mezhdunarodnoj konferencii molodyh uchenyh [Youth in Science 2016: proceedings of the International Conference of Young Scientists]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2017, pp. 50–55 (in Russian).Получение в водных растворах пектинов стабильных золей наночастиц серебра и их свойства / K. A. Al-Muhanna Muhanna [и др.] // Коллоидный журнал. – 2015. – Т. 77, № 6. – С. 677–684.Al-Muhanna M. K. A., Hileuskaya K. S., Kulikouskaya V. I., Kraskouski A. N., Agabekov V. E. Preparation of stable sols of silver nanoparticles in aqueous pectin solutions and properties of the sols. Colloid Journal, 2015, vol. 77, no. 6, pp. 677–684. https://doi.org/10.1134/s1061933x15060022Черонис, Н. Микро- и полумикрометоды органической химии / Н. Черонис. – М., 1960. – 522 c.Cheronis N. D. Technique of Organic Chemistry, Vol. VI: Micro and semimicro methods. New York, London, Interscience Publishers Inc., 1954. 628 p.Характеристика коллекционных термофильных бактерий рода Geobacillus / Е. И. Ладутько [и др.] // Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты: сб. науч. тр. – Минск: Беларуская навука, 2016. – Т. 8. – С. 82–96.Ladutska A. I., Novik G. I., Smirnova M. V., Kalinina A. N. Characterization of collection thermophilic bacteria from genus Geobacillus. Mikrobnye biotekhnologii: fundamental’nye i prikladnye aspekty: sbornik nauchnykh trudov [Microbial biotechnologies: fundamental and applied aspects: a collection of scientific papers]. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2016, vol. 8, pp. 82–96 (in Russian).Свойства воды в гелях гидрофильных полимеров / Н. Б. Ферапонтов [и др.] // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2011. – Т. 13, № 2. – С. 208–214.Ferapontov N. B., Vdovina S. N., Gagarin A. N., Strusovskaya N. L., Tokmachev M. G. Water properties in hydrophylic polymer gels. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy [Condensed Matter and Interphases], 2011, vol. 13, no. 2, pp. 208–214 (in Russian).Hamidi, M. Hydrogel nanoparticles in drug delivery / M. Hamidi, A. Azadi, P. Rafiei // Adv. Drug Del. Rev. – 2008. – Vol. 60, N 15. – P. 1638–1649. https://doi.org/10.1016/j.addr.2008.08.002Hamidi M., Azadi A., Rafiei P. Hydrogel nanoparticles in drug delivery. Advanced Drug Delivery Reviews, 2008, vol. 60, no. 15, pp. 1638–1649. https://doi.org/10.1016/j.addr.2008.08.002Peppas, N. A. Preparation, structure and diffusional behavior of hydrogels in controlled release / N. A. Peppas, A. R. Khare // Adv. Drug Del. Rev. – 1993. – Vol. 11, N 1–2. – P. 1–35. https://doi.org/10.1016/0169-409x(93)90025-yPeppas N. A., Khare A. R. Preparation, structure and diffusional behavior of hydrogels in controlled release. Advanced Drug Delivery Reviews, 1993, vol. 11, no. 1–2, pp. 1–35. https://doi.org/10.1016/0169-409x(93)90025-yКуликовская, В. И. Получение и свойства микрочастиц пектината кальция, содержащих мирамистин / В. И. Куликовская, Д. И. Егоров, В. Е. Агабеков // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2015. – Т. 59, № 6. – С. 62–66.Kulikouskaya V. I., Egorov D. I., Agabekov V. Е. Fabrication and properties of miramistin-containing calcium pectinate microparticles. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2015, vol. 59, no. 6, pp. 62–66 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.