Введение. Широкое применение антибиотиков в различных областях медицины, в том числе в хирургии, порой необоснованно и в низких дозах приводит к постепенному появлению полиантибиотикорезистентных штаммов патогенных микроорганизмов. К примеру, если к концу 40-х гг. XX века исследователи сообщали о высеваемости пенициллин-устойчивых штаммов золотистого стафилококка, то к 90-м гг. в большом проценте случаев выделяются уже метициллин-резистентные формы, а к настоящему времени и ванкомицин-устойчивые штаммы. Все это диктует необходимость поиска новых классов антибактериальных веществ, обладающих иным механизмом действия в сравнении с антибиотиками, среди которых наночастицы металлов, в частности серебра. Цель. Определение количественных характеристик антибактериального действия наночастиц серебра, полученных металло-паровым методом, по отношению к полиантибиотикорезистентным клиническим штаммам грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов с обоснованием возможного механизма действия наночастиц. Материалы и методы. Наночастицы серебра были получены методом металло-парового синтеза, изучены с помощью трансмиссионной электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Возможные механизмы действия данных наночастиц исследовались после культивирования микроорганизмов с наночастицами серебра также с применением методов электронной микроскопии. Результаты. На основании полученных данных продемонстрирована выраженная антибактериальная активность наночастиц серебра по отношению к патогенным клиническим грамположительным и грамотрицательным штаммам бактерий. При этом механизм действия наночастиц серебра сложен, реализуется несколькими путями с обязательным воздействием на клеточную стенку микроба. Выводы. Наночастицы серебра, синтезированные металло-паровым способом, обладают выраженным противомикробным действием по отношению к полиантибиотикорезистентным клиническим штаммам бактерий. Механизм антибактериального действия сложен, реализуется, в отличие от антибиотиков, несколькими путями, что делает данный класс веществ перспективным для дальнейшего применения в хирургии, так как теоретическая вероятность выработки резистентности к ним крайне низка. Introduction. The widespread use of antibiotics in various fields of medicine, including surgery, sometimes unreasonably and in low doses, has led to the gradual emergence of polyantibiotic-resistant strains of pathogenic microorganisms. For example, if by the end of the 40s of the 20th century researchers reported the inoculation of penicillin-resistant strains of Staphylococcus aureus, then by the 90s methicillin-resistant forms were isolated in a large percentage of cases, and by now vancomycin-resistant strains are sowed. All this necessitates the search for new classes of antibacterial substances exhibiting a different mechanism of action compared to antibiotics, one of which are metal nanoparticles, in particular silver. Purpose. Determination of quantitative characteristics of antibacterial action of silver nanoparticles obtained by metal-vapor method against polyantibiotic-resistant clinical strains of gram-positive and gram-negative microorganisms with rationale for the possible mechanism of action of the nanoparticles. Materials and methods. Silver nanoparticles were obtained by metal-steam synthesis and studied using transmission electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy. Possible mechanisms of action of these nanoparticles were investigated after culturing microorganisms with silver nanoparticles also using electron microscopy methods. Results. Based on the data obtained, a pronounced antibacterial activity of silver nanoparticles against pathogenic clinical gram-positive and gram-negative bacterial strains was demonstrated. At the same time, the mechanism of action of silver nanoparticles is complex, and is implemented in several ways with a mandatory effect on the cell wall of the microbe. Conclusions. Silver nanoparticles synthesized by metal-steam method have a pronounced antimicrobial effect against polyantibiotic-resistant clinical bacterial strains. The mechanism of antibacterial action is complex; unlike antibiotics, it is implemented in several ways, which makes this class of substances promising for further use in surgery, since the theoretical probability of developing resistance against them is extremely low.

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.