Gátolható-e az egészségügyi dolgozók kórokozókkal történő fertőződése nanoezüsttel?

Image

Gátolható-e az egészségügyi dolgozók kórokozókkal történő fertőződése nanoezüsttel?

Az International Journal of Molecular Sciences című folyóiratban megjelent tanulmány a nanoezüst részecskék több olyan alkalmazási lehetÅ‘ségét is bemutatja, amellyel elÅ‘segíthetÅ‘, hogy (világ)járvány esetén minél inkább megóvható legyen az egészségügyben dolgozók egészsége.

Az ezüst egy könnyen hozzáférhetÅ‘ anyag, amelyrÅ‘l ismert, hogy mikrobicid tulajdonságokkal rendelkezik, és nem okoz mellékhatásokat az emberi szervezetben. A mikrobicid hatásért az ezüstionok a felelÅ‘sek, amelyek széleskörű antibakteriális hatást képesek kiváltani. Az ezüst további komoly elÅ‘nye, hogy az alkalmazása során – az antibiotikumokkal ellentétben – sokkal kevésbé kell tartani a multidrog-rezisztens baktériumok megjelenésétÅ‘l.

Az ezüstionoknál problémát jelent, hogy hozzákötÅ‘dnek a negatív töltésű ionokhoz (például a kloridionokhoz), így amikor az ezüstionokat közvetlenül alkalmazzák, lerövidül a mikrobicid aktivitásuk ideje. Ezt a problémát lehet kiküszöbölni az ezüst nanorészecskék alkalmazásával, amelyeket az utóbbi években már rutinszerűen alkalmaznak mikrobicid ágensekként, mivel a nanorészecskék felületérÅ‘l ezüstionok szabadulnak fel, amelyek aztán hatékonyan pusztítják el a vírusokat, baktériumokat vagy gombákat.

A nanoezüst részecskék tulajdonságai alkalmassá teszi Å‘ket arra, hogy magas hatékonysággal alkalmazzuk Å‘ket a fertÅ‘zÅ‘ betegségekkel szembeni harcban. Ilyen alkalmazási lehetÅ‘ség például, hogy a különféle orvosi eszközök felületeit nanoezüst bevonattal látják el. Az International Journal of Molecular Sciences című folyóiratban megjelent tanulmány szerzÅ‘i azokat az alkalmazási lehetÅ‘ségeket foglalták össze, amelyek során a szakemberek nanoezüst használatával igyekeznek csökkenteni az egészségügyi dolgozók fertÅ‘zésveszélyét.

Az ezüst nanorészecskék mikrobicid tulajdonságai

Az ezüst nanorészecskék mikrobicid aktivitásának pontos mechanizmusait csak az elmúlt néhány évben sikerült részleteiben is feltárni. Az Escherichia coli (E. coli) baktérium esetében például megfigyelték, hogy a baktériumot az ezüst nanorészecskékbÅ‘l felszabaduló szabadgyökök pusztítják el; fontos szerepet kap továbbá az a redoxreakció is, amelynek során az ezüst nanorészecskékbÅ‘l felszabaduló ezüstionok okoznak károkat a baktériumoknak. A 10 nanométernél kisebb méretű ezüst nanorészecskék felületérÅ‘l ezüstionok szabadulnak fel, ami jóval magasabb antibakteriális aktivitást eredményez, mintha a baktérium sejtfala egyszerűen csak kapcsolatba kerülne a nanorészecske felszínével.

A kutatási eredmények alapján elmondható, hogy az ezüst nanorészecskék számos fertÅ‘zÅ‘ betegség ellen jó hatásfokkal alkalmazhatóak. A részecskék kifejezetten magas antibakteriális hatással rendelkeznek az E. coli O157: H7 törzsével szemben, amely súlyos tünetekkel járó ételmérgezéses esetekért felelÅ‘s. Baktericid hatást igazoltak továbbá a Streptococcus pyogenes, a Salmonella enterica, a Staphylococcus aureus és az Enterococcus faecalis baktériumfajok esetében is. Az ezüstionok különösen a Gram-negatív baktériumokkal szemben hatékonyak, a Gram-pozitív baktériumokkal szemben viszont már sokkal kevésbé hatásosak, aminek a Gram-pozitív baktériumok tömör sejtfala az oka.

A nanoezüst részecskék antivirális hatásai

Az ezüst nanorészecskék antivirális hatásait jóval kevésbé tanulmányozták mostanáig, mint a baktériumokkal szemben kifejtett baktericid hatásokat, így ezek a mechanizmusok ma még nem minden részletükben tisztázottak. (A nanoezüst részecskék virucid hatásával kapcsolatos eddigi tudományos eredményeket ebben a cikkünkben foglaltuk össze: Hogyan fejti ki virucid hatását a nanoezüst? )

Nagyon röviden összefoglalva, az ezüst nanorészecskék a vírus felszínével lépnek kapcsolatba és fizikai úton gátolják meg, hogy a vírus kapcsolatba kerülhessen a megfertÅ‘zni kívánt gazdasejttel. Az eddigi vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az antivirális hatás – az antibakteriális hatáshoz hasonlóan – hatásossága szempontjából alapvetÅ‘ fontosságú az ezüst nanorészecskék mérete: igazolták többek között azt, hogy a 25 nanométeres vagy ennél kisebb ezüst nanorészecskék hatékonyak az arénavírusok elpusztításában, a 7 és 20 nanométer közé esÅ‘ ezüst nanorészecskék hatékonyak a herpes simplex vírus 1-es és 2-es típusai ellen, valamint a parainfluenza vírus 3-as típusa ellen. Kiderült továbbá, hogy az antivirális hatás csökkenést mutat a nanorészecske átmérÅ‘jének növekedésével, így a nanorészecskéknek a lehetÅ‘ legkisebbnek kell lenniük a lehetÅ‘ leghatékonyabb antivirális hatás kifejtéséhez.

Hogyan alkalmazható a nanoezüst az egészségügyi dolgozók egészségének megóvására?

„FeljövÅ‘ben” lévÅ‘ fertÅ‘zÅ‘ betegségeknek nevezzük azokat a fertÅ‘zéseket, amelyek újonnan jelennek meg az emberi populációban (mint például a mostani világjárványt okozó új típusú koronavírus), valamint ide soroljuk azokat a fertÅ‘zÅ‘ betegségeket is, amelyek már korábban is jelen voltak az emberi populációban, de gyorsan nÅ‘ az incidenciájuk vagy a geográfiai elterjedésük nagysága.

Az új típusú koronavíruson korábbi példákat jelent a feljövÅ‘ben lévÅ‘ fertÅ‘zÅ‘ betegségekre az ebola (EVD), a közel-keleti légúti koronavírus (MERS-CoV), súlyos akut emberi légzÅ‘szervi megbetegedéseket okozó vírus (SARS-CoV), a methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA) baktériummal történÅ‘ fertÅ‘zÅ‘dések, valamint a Vibrio cholerae baktérium által okozott kolera.

Az imént említett fertÅ‘zések ellátásában résztvevÅ‘ egészségügyi személyzet fokozott fertÅ‘zésveszélynek van kitéve. Ezt volt tapasztalható például a nyugat-afrikai kolerajárvány során, ahol több mint 300 egészségügyi dolgozó halt bele a fertÅ‘zésekbe, ilyen volt a MERS-CoV járvány is, és fÅ‘leg ilyen a mostani világjárvány okozó SARS-CoV-2.

Hogyan használhatóak fel az ezüst nanorészecskék fentebb már részletesen ismertetett mikrobicid és antivirális hatásai az egészségügyi dolgozók védelme érdekében? A cikk szerzÅ‘i több lehetÅ‘séget is részletesen említenek: kiemelik, hogy mivel az ezüst nanorészecskék alkalmazása során nemcsak szabad ezüstionok, hanem reaktív oxigén szabadgyökök is felszabadulnak, ami oxidatív stresszt okoz, az ezüst nanorészecskék alkalmasak arra, hogy a különféle felületekre feltéve csökkentsék az egészségügyi dolgozók kórokozókkal történÅ‘ találkozásának kockázatát.

A kórokozókkal történÅ‘ érintkezés elkerülése érdekében az egészségügyi dolgozók többnyire védÅ‘ruházatot is viselnek, amelynek felszínén aktívak maradhatnak a patogén mikrobák. Ki kellett tehát olyan, tudományos eredmények által is alátámasztottan hatékony védÅ‘ruházatokat fejleszteni, amelyek valódi védelmet nyújtanak a korábban említett kórokozókkal szemben. Arra is külön figyelmet kell fordítani, hogy a védÅ‘ruházat eltávolításakor nehogy megfertÅ‘zÅ‘djenek az egészségügyi dolgozók.

Shingo Nakamura és munkatársai cikkükben egy olyan kutatásról számolnak be, amelynek során egy újonnan kifejlesztett, a külsÅ‘ felszínen rostszerűen nanoezüst részecskéket tartalmazó, mikrobicid/antivirális hatású lapot vizsgáltak, amelyet többek között a legmodernebb védÅ‘ruházatok gyártásához is fel lehetne használni.

Az eredmények azt mutatták, hogy az ezüst nanorészecskék közvetlenül képesek kötÅ‘dni minden olyan gyapjú-, papír- és ruhanemű-felülethez, amely nanorostszerű felszíni struktúrával volt jellemezhetÅ‘. Ezeknek a felületeknek fokozott mikrobicid hatásuk van: a szakemberek igazolták például, hogy az említett felületek hatékonyan pusztítják az E. coli baktériumokat és a H1N1 influenza-A vírusokat.

A nanoezüst részecskékkel borított nanorostok a fentieknek köszönhetÅ‘en nagyszerűen alkalmazhatóak lehetnek különféle védÅ‘ruházatok, műanyagok, papírok gyártására. Egyaránt létrehozhatóak belÅ‘lük orvosok és nÅ‘vérek számára készített ruházatok, védÅ‘kabátok, maszkok, kesztyűk és más ruhaneműk.

Néhány további alkalmazási lehetÅ‘ség, ahol a nanoezüst részecskéket nagyszerűen lehet alkalmazni annak érdekében, hogy megóvjuk az egészségügyben dolgozók egészségét:

  • A sebfelületet lefedÅ‘ anyagok
  • Katéterek (például gyógyszertovábbító katéterek)
  • Endotracheális csövek

  • Megosztás: