Наноразмерное серебро для лечения респираторных инфекций ингаляциями, Covid-19 и не только. Часть 2

Начало статьи. Часть 1

Противовирусный механизм действия – электростатический потенциал наночастиц.

Наночастицы – это композиты, имеющие металлическое ядро и оболочку укрывного материала (рис. 3).

В жидкой среде наночастицы обладают

Поверхностным электрическим потенциалом, называемый дзета-потенциалом, величина которого зависит от pH раствора и для типичного серебряного NpC  дзета-потенциал отрицательный. Предполагаем, что в отличие от бактерий, широкая противовирусная эффективность NpC является следствием преимущественно электростатических взаимодействий.

Шиповые белки многих вирусов, поражающие человека (включая грипп и коронавирусы) заряжены положительно, что, вероятно, способствует их связыванию с преимущественно отрицательным поверхностным зарядом рецепторов клетки-хозяина (таких как ACE2). Соответственно, крайне негативное поверхностный дзета-потенциал наночастиц, (который необходим для поддержания в коллоидной форме) приводит к тому, что наночастицы избирательно связываются с шиповыми белками вирусов и тем самым нейтрализуют связывающие их рецепторы.

Следовательно, наночастицы с дзета-потенциалом выше − 20 мВ или -30 мВ являются предпочтительными. Серебро, как конкретный атом, сам по себе не имеет значения, за исключением того, что оно является составляющим  производства для создания стабильного, заряженного, композитного коллоида наночастиц. Отсюда следует, что любые колллоиды наночастиц, распределенных по размерам, преимущественно находятся в диапазоне 2–10 нм и обладают отрицательной силой дзета-потенциала.  У человека нормальные значения pH слизи бронхиального дерева находятся в пределах 6,9–9,0. Следовательно, NpC предпочтительно должен иметь pH около 7–7,5, чтобы их зета-потенциал не разрушался слишком сильно в слизистой оболочке.

Отличие ионных коллоидов от наночастиц.

Важно различать ионные растворы (прозрачный, похожий на воду цвет) и коллоиды наночастиц (определяемые визуально желто-коричневатый цвет). Раствор ионного серебра состоит из положительно заряженных ионов серебра, растворенных в воде, тогда как серебро NpC состоит из отрицательно заряженного серебра размером 1–100 нм. Как ионное серебро, так и серебро NpC проявляют антибактериальные свойства. Напротив, что касается противовирусных свойств, утверждалось, что коллоидные частицы значительно более эффективны, чем ионное серебро.

Антибактериальные применения

Слабодифференцированный смешанный эффект, обусловленный как ионами серебра, так и

Наночастицами, основная проблема при получении четких числовых выводов из опубликованной литературы. Задача в том, что IC, обычно указываемый в единицы массовой доли (мкг/мл), не учитывает чувствительность до размера наночастиц. Для той же массовой доли (мкг/мл) число плотность (Н/мл) более мелких наночастиц выше, чем более крупных наночастиц. Поскольку более высокая плотность (количество наночастиц на объем) увеличивает вероятность появления наночастицы-возбудителя, то это является существенным.

Взаимодействия.

 Мы ожидаем, что наночастицы меньшего размера будут проявлять большую антимикробную эффективность при той же массовой доле (мкг/мл), что и более крупные наночастицы (что подтверждено экспериментально). Путаница возникает из опубликованных исследований с использованием наночастиц разного размера, в массовой доле мкг/мл.

Расхождения в сообщаемых результатах между публикациями, являются артефактом.

Различные размеры наночастиц, используемые в различных протоколах, скрывают постоянство эффектов NpC. Учитывая антибактериальные свойства NpC серебра (например, на Pseudomonas aeruginosa), типичные IC значения (~7 мкг/мл) малых наночастиц (~7 нм), аналогичны значениям, согласно нашему анализу типичных противовирусных микросхем.

Антимикробные препараты проявляют эффективность, которая зависит от концентрации.

Поэтому обеспечение соответствующей концентрации в соответствующем органе необходима. Для ингаляционных противомикробных препаратов  используется поверхностный анализ дыхательных путей (ASL). Планирование дозировки, коррекция и контролируемая проверка могут быть достигнуты путем изучения трахеи или  бронхов. Они могут служить нижней/верхней границей для

оценки концентрации для бронхиального дерева (рис. 5). Таким образом, биопсия БАЛ трахеи и бронхов G1 NpC является четко определенным и измеримым методом проверки целевой IC во всем органе бронхиального дерева.

Теоретически, чтобы рассчитать дозу, которую необходимо внести

для достижения целевого IC,  нужно знать объем ASL. В отличие от предсказуемости объема крови, объем ASL может иметь значительные различия. Такая изменчивость может быть результатом индивидуальных состояний здоровья или привычек (например, пневмония или курение).

Чем реалистичнее целевое лечение – дезинфекция верхнего бронхиального дерева на ранних стадиях, тем выше результат до того, как инфекция распространится глубоко в легкие.

Отмечаем, что антибиотики, депонированные при вдыхании, сохраняются в течение эффективной пиковой продолжительности около 2–3 ч в легких. Экспериментальные данные  NpC, которые мы проанализировали, были обычно в течение 1 часа (например, для коронавируса). Таким образом, опыт применения ингаляционных антибиотиков позволяет предположить, что вдыхаемый NpC будет удерживаться в поверхностных тканях легких достаточно долго, чтобы проявляют противовирусную активность, если размер наночастиц будем минимальным.

Тест, наиболее близкий к предполагаемому протоколу лечения, был проведен на

крысах в течение 10 дней, 4 ч/сут, в концентрации 3300 мкг/м3 (3,3 мкг/л)

с использованием аэрозоля наночастиц серебра размером 5 нм, что приводит к минимальной легочной токсичности или воспалению. Дыхание человека на

средней скорости 6 л/мин соответствует ежедневной ингаляционной дозе серебра

аэрозоли наночастиц 4700 мкг/день. Это исследование показывает, что при остром

кратковременное лечение < 10 дней, даже ингаляционный прием 4000 мкг/день, что примерно в 10 раз превышает нашу реалистичную схему лечения, например, не будет вызывать побочных реакций или длительного остатка.

***

Хотя все описанное омрачено шарлатанскими заявлениями о непрофессиональных продуктах «альтернативной медицины», существуют хорошо зарекомендовавшие себя научные исследования по этому вопросу. Однако потенциальные применения антибактериальных и противовирусных свойств серебра NpC для лечения респираторных инфекций никогда не рассматривались и не были достаточно исследованы.

В обзорной литературе указано, что серебро наночастиц (NpC) диаметром 3–7 нм могут быть высокоэффективными в подавлении многих вирусных патогенов при ингибирующей концентрации (ИК) 10 мкг/мл. Для лечения ингаляционной доставкой серебра NpC , ингаляция 1 мл NpC в концентрации 120 мкг можно достичь значительного IC 40 мкг (т. е. в 4 раза больше MMC) на поверхности дыхательных путей деревьев (ASL). Потребуется распылить дозу 240 мкг (поскольку 50% потери  на вдохе). Протокол лечения два раза в день соответствует общему суточному оседанию 240 мкг.

Имеющаяся информация по безопасности указывает на то, что такие дозы и схемы лечения находятся в пределах безопасного диапазона.

По нашим оценкам, эти препараты могут эффективно предотвращать и лечить любую раннюю стадию респираторной вирусной инфекции, включая заражение SARS-CoV-2.

Чтобы определить масштаб потенциальных выгод, мы продемонстрируем замечательные результаты эксперимента in vivo с гриппом H3N2, проведенного на мышах (один из очень немногих экспериментов на животных), сравнивая эффективность интраназального введения NpC с Тамифлю (Осельтамивир). Утверждается, что Тамифлю сокращает число

пациентов с тяжелыми осложнениями гриппа, такими как пневмония (на 44%)

или госпитализация (на 63%). Оказывается, что потенциально NpC может быть столь же эффективным, как Тамифлю. Лечение гриппа NpC, если эффективен, то может стоить < 1/10 стоимости Тамифлю, с наименьшими затратами и может производиться на месте в любой стране.

Однако, никаких инвестиций в клинические испытания на людях никогда не делалось.Мы можем только предполагать, что это связано с обычным отсутствием финансовых стимулов у фармацевтических компаний для осуществления необходимых инвестиции в развитие и нормативные процедуры.

 Одной из главных целей данной статьи является мотивация, руководство и пропаганда будущих инвестиций в клиническую и нормативную разработку лечения бактериальных инфекций, особенно в контексте профилактики. Не исключаем использование наносеребра в больницах там, где это крайне необходимо - в отделениях интенсивной терапии. Дополнительный эффект снижения риска при ингаляционном лечении NpC серебра уже не является тайной. Для пациентов, находящихся на ИВЛ, теперь есть уникальная возможность подавления образования биопленок внутри эндотрахеальной или трахеостомической трубки.

Чем быстрее целевое лечение – дезинфекция верхнего бронхиального дерева на ранних стадиях, тем выше результат до того, как инфекция распространится глубоко в лёгкие.

Ссылка на источник  https://www.researchgate.net/publication/357541828_Nanomedicine_Formulations_for_Respiratory_Infections_by_Inhalation_Delivery_Covid-19_and_Beyond

Ключевые слова наносеребро, частицы наносеребра, лечение серебром, антибактериальные свойства наносеребра, серебро в ивл, наносеребро при бронхите, лечение бронхита, профилактика бронхита, профилактика пневмонии, испытание наносеребра, воздействие наносеребра на вирусы, антибактериальные способы лечение респираторных заболеваний, лечение ковида, лечение ковида наносеребром, ингаляция наносеребром, сравнение антибиотиков и наносеребра.