Antibacterial Action of Lanthanum Nanoparticles

Abstract

Введение. Проблемой современной сердечно-сосудистой хирургии становится возрастание антибиотикорезистентности клинических патогенных штаммов. На фоне постепенного развития медицины наблюдаются закономерный процесс увеличения продолжительности жизни и связанные с ними процессы старения населения и повышения количества пациентов с хроническими заболеваниями, приводящими к снижению защитных сил организма. В результате возникает необходимость поиска новых классов антимикробных препаратов, одними из которых могут стать наночастицы лантана. Цель. Синтезировать наночастицы лантана, изучить их свойства и воздействие на клинические патогенные штаммы микроорганизмов. Материалы и методы. В качестве способа синтеза наночастиц лантана был использован метод металло-парового синтеза. Антибактериальное действие наночастиц лантана исследовалось на двух штаммах грамположительных (Staphylococcus aureus и Staphylococcus haemolyticus) и четырех штаммах грамотрицательных бактерий (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis и Pseudomonas aeruginosa). Противогрибковое – на штамме Candida spp. Противомикробные и противогрибковые свойства данных наночастиц изучались с помощью диско-диффузионного метода и метода серийных разведений в жидкой питательной среде. Результаты. Выполненные исследования показали, что наночастицы лантана обладают выраженными противомикробными и противогрибковыми свойствами по отношению к клиническим патогенным штаммам. Учитывая наличие полиантибиотикорезистентности у изучаемых штаммов, применение наночастиц лантана является перспективным направлением как в хирургии в целом, так и в кардиохирургии в частности, особенно при наличии гнойно-септических осложнений. Заключение. Наночастицы лантана являются перспективным и малоизученным классом веществ, проявляющим выраженное антибактериальное и противогрибковое действие по отношению к полиантибиотикорезистентным штаммам. Это указывает на необходимость проведения дальнейших исследований, особенно касающихся механизмов действия наночастиц, а также открывает новые перспективы их применения в различных областях хирургии. Introduction. An increasing antibiotic resistance of clinical pathogenic strains has become a problem in modern cardiovascular surgery. Against the background of a progressive development of medicine, a natural process of longevity increase and associated processes of population aging and increasing number of patients with chronic diseases, leading to a decrease in body’s defenses are observed. As a result, the need arises to search for new classes of antimicrobial agents, one of which could be lanthanum nanoparticles. Purpose. To synthesize lanthanum nanoparticles, to study their properties and effects on clinical pathogenic strains of microorganisms. Materials and methods. The metal-vapor synthesis method was used to synthesize lanthanum nanoparticles. Antibacterial effects of lanthanum nanoparticles were studied on two gram-positive strains: Staphylococcus aureus and Staphylococcus haemolyticus, and four strains of gram-negative bacteria: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis and Pseudomonas aeruginosa. Antifungals effects were studied on Candida spp. strain. Antimicrobial and antifungal properties of these nanoparticles were studied using the disk diffusion method and the method of serial dilutions in a liquid nutrient medium. Results. The studies performed demonstrated that lanthanum nanoparticles had pronounced antimicrobial and antifungal activities against clinical pathogenic strains. Given the presence of polyantibiotic resistance in the strains studied, the use of lanthanum nanoparticles is a promising direction both in surgery in general and in cardiac surgery in particular, especially in the presence of purulent-septic complications. Conclusion. Lanthanum nanoparticles represent a promising and understudied class of substances exhibiting pronounced antibacterial and antifungal activities against polyantibiotic-resistant strains. Therefore, this points towards a need for further research, especially regarding mechanisms of action of nanoparticles, and opens up new perspectives for their application in various fields of surgery.