0
Należące do metali ciężkich srebro to pierwiastek śladowy niezbędny dla prawidłowego funkcjonowania organizmu ludzi i zwierząt. Szczególną cechą tego metalu są właściwości bakterio-, wiruso-, i grzybobójcze (Maillard i wsp.2016). Nie znając mechanizmów ani spektrum działania tego pierwiastka w lecznictwie, srebro (związki srebra) wykorzystywane jest od tysiącleci. Odkrycie antybiotyków spowodowało wycofanie się z powszechnego stosowania związków srebra w terapii ran.
Nowe odkrycia, związane z dynamicznym rozwojem różnych obszarów nauki, w tym przede wszystkim: biologii molekularnej, mikroelektroniki, nanotechnologii, farmakologii czy toksykologii uwidoczniły ogromne możliwości zastosowania srebra, w formie – nanocząstek (NPS)
W ostatnich latach nanocząstki srebra (aktywne formy srebra, AgNPs) zostały powszechnie wprowadzone do różnych dziedzin życia. Wykorzystywanie AgNPs stało się tak częste, że naukowcy, z obszaru toksykologii środowiskowej zwracają uwagę, że gwałtownie upowszechniające się stosowanie nanocząstek, w tym m.in. AgNPs może w określonych sytuacjach niekorzystnie oddziaływać na środowisko (Auffan i wsp.2009). Z tego powodu postuluje się by osiągnięcia nanotechnologii srebra miały zastosowanie przede wszystkim w sektorze medycznym i farmaceutycznym.
Możliwości wykorzystania nanocząstek srebra w medycynie weterynaryjnej
Jak już wspomniano zastosowanie srebra w postaci nanocząstek stało się możliwe dzięki nanotechnologii. Nanotechnologia umożliwia kontrolowane tworzenie i stosowanie różnych struktur i materiałów o rozmiarach nanometrycznych, czyli zbliżonych do rozmiarów pojedynczych atomów i cząsteczek. Warto przypomnieć, że nano to przedrostek oznaczający mnożnik 0,000 000 001 = 10-9 czyli miliardową część.
Proces tworzenia nanocząstek może zachodzić na dwa sposoby. Metoda top-down polega na rozdrabnianiu materiału tak długo, aż pojedyncze cząstki będą miały rozmiar w skali nano, zaś metoda bottom-up na budowaniu nanostruktur, wychodząc od pojedynczych atomów. Głównym narzędziem tych procesów są metody dyspergujące.
Wpływ nanotechnologii na właściwości fizyczne i chemiczne materiałów
Szczególne znaczenie ma możliwość przenikania nanocząstek przez większość barier, także tych biologicznych, ponieważ to one stoją u podstawy wysokiej aktywności w zwalczaniu mikroorganizmów.
Drugą ważną praktyczną właściwością nanocząstek jest rozwinięcie powierzchni właściwej. Dla nanomateriałów parametr ten jest bardzo wysoki, np. powierzchnia właściwa nanocząstek krzemu zawartych w objętości zbliżonej do kropli deszczu jest porównywalna do powierzchni dużego boiska piłkarskiego. Jest to szczególnie ważne w kontekście aktywności mikrobiologicznej nanocząstek, gdzie niezbędny jest mechanizm kontaktowy (Pullit i wsp.2010). Najszersze zainteresowanie praktyki wzbudzają AgNPs.
W przypadku srebra, nanocząstki z wielu wyżej wymienionych powodów powszechnie zastąpiły srebro jonowe. W omawianym przypadku ważne znaczenie ma fakt, że AgNPs są zdecydowanie bardziej bezpieczne od srebra jonowego, a ich potencjał antybakteryjny może być wyraźnie wzmacniany różnymi sposobami, w tym poprzez połączenie z określonymi antybiotykami (Chojniak i wsp., 2018).
Istnieją różne koncepcje działania nanocząstek srebra na drobnoustroje w celu wywołania efektu biobójczego.
Po pierwsze nanocząstki srebra mają zdolność przyczepiania się do ściany komórkowej bakterii, penetrowania jej, w następstwie czego zaburzona zostaje przepuszczalność błony komórkowej, co w konsekwencji może prowadzić do śmierci komórki.
Druga najczęściej prezentowana koncepcja dotyczy zdolności uwalniania jonów srebra przez nanocząstki. Jony te mogą oddziaływać z grupami tiolowymi wielu ważnych enzymów i inaktywować je. Komórki bakteryjne w kontakcie ze srebrem „pobierają” jony srebra, które hamują kilka funkcji w komórce bakteryjnej lub je uszkadzają. Po wchłonięciu wolnych jonów srebra do komórek, enzymy oddechowe mogą zostać dezaktywowane, generując reaktywne formy tlenu, które m. innymi atakują komórkę. Nie bez znaczenia jest fakt, że srebro posiada duże powinowactwo do siarki i fosforu. Oddziaływanie jonów srebra z siarką i fosforem DNA może powodować problemy z replikacją DNA, namnażaniem się komórek, a nawet skutkować śmiercią mikroorganizmów. Jony srebra mogą również hamować syntezę białek poprzez denaturację rybosomów w cytoplazmie.
Przedstawione powyżej koncepcje są tymi najczęściej omawianymi.
Udowodniono ponad wszelką wątpliwość, że AgNPs działają bakteriobójczo i bakteriostatycznie, hamują wzrost grzybów i pierwotniaków (Speruda, i wsp. 2019.).
Nanocząstki srebra posiadają właściwości przeciwwirusowe. Wymienione cechy wskazują, że możemy przypisać nanocząstkom właściwości odkażające.
W praktyce weterynaryjnej, w tym w ochronie zdrowia świń nanocząstki srebra z wielkim powodzeniem wykorzystuje się w terapii ran skóry związanych między innymi z kanibalizmem (ryc.3.).
Preparaty zawierające nanocząstki srebra coraz powszechniej wykorzystywane są w chlewniach w dezynfekcji systemów wodnych.
Nanocząstki srebra zaczynają stanowić ważny element w różnych aspektach bioasekuracji, której elementem jest dezynfekcja okresowa i bieżąca (dezynfekcja pomieszczeń, w których przebywają zwierzęta) prowadzona np. poprzez zamgławianie.
W pracy (Tarasiuka i J. Wojciechowskiego, 2022) porównano skuteczność dezynfekcji przeprowadzonej preparatem z AgNPs względem dezynfekcji przeprowadzonej preparatem jodoforowym. Wykazano, że zastosowanie w okresowej dezynfekcji pomieszczeń preparatu zawierającego AgNPs wpłynęło w sposób istotny na redukcję liczby drobnoustrojów zanieczyszczających środowisko i dało lepsze rezultaty niż dezynfekcja preparatem jodoforowym. Obniżenie potencjału zakaźnego znalazło swoje odzwierciedlenie w wynikach produkcyjnych. Wskaźnik padnięć świń odchowywanych w pomieszczeniach, w których dokonywano dezynfekcji za pomocą preparatu z AgNPs był wyraźnie niższy niż w grupie kontrolnej dodatniej – w której dezynfekcję prowadzono preparatem jodoforowym. Wykazano jednocześnie, że zmniejszeniu uległy koszty leczenia na tuczarni. W grupie kontrolnej dodatniej koszt jednostkowy opieki weterynaryjnej, na jednego osobnika o masie ciała od 30 kg do końca tuczu, wynosił 5,69 zł. W grupie doświadczalnej kształtował się w tym samy czasie na poziomie 4,02 zł, można więc powiedzieć, że przy zastosowaniu preparatu z aktywnymi formami srebra otrzymano 30% redukcję kosztów leczenia.
Warto wspomnieć, że od kilku lat dostępne są, farby malarskie zawierające nanocząstki srebra (w stężeniu 30 ppm). Takie stężenie srebra nie pozwala na rozwijanie się drobnoustrojów na powierzchniach malowanych takimi farbami. Farby takie wykorzystywane są do malowania ścian w placówkach przemysłu spożywczego. Zasadne wydaje się wprowadzenie tego rodzaju farb do malowania powierzchni inwentarskich nie tylko w aspekcie zwalczania mikroorganizmów, ale także stawonogów, w tym przede wszystkim much.
