Застосування наночасток для лікування тварин

Через місяць від початку дослідів із підошовної ділянки копитець були відібрані шматочки рогу для біохімічних і біофізичних досліджень.

Вміст міді та цинку в роговому матеріалі визначали методом атомно-абсорбційної спектрометрії, білок - на апараті К'єльдаля, сірку та SH-групи - хімічними методами, вологу - стабільним висушуванням, а кількість попелу - спалюванням зразків у муфельній печі. Показник щільності визначали методом гідростатичного зважування; твердість копитцевого рогу - за методом Бринеля, а опір проти стирання - за допомогою спеціального приладу УкрНІКП.

У дослідженні використовували колоїд наночасток Ag, Cu, Zn, отриманих методом ерозивно-вибухового диспергування біоцидних і біогенних металів.

Цифрові дані обробляли методом варіаційної статистики із застосуванням t-критерію Стьюдента за програмою «Статистика».

Вміст мінеральних речовин у роговому матеріалі копитець представлено в табл. 3

Таблиця 3

Вміст мінеральних речовин у копитцевому розі корів, n=5

Примітка: 1. * - p<0,05;

2. ** - p<0,01.

Як свідчать дані табл. 3, при утриманні корів на дерев'яній підлозі обробка копитець наночастками металів супроводжується збільшенням вмісту сірки на 14,55 %, міді - на 14,72, цинку - на 24,14 %.

При утриманні тварин на бетонній підлозі обробка копитець наночастками металів супроводжується збільшенням вмісту сірки на 11,21 %, міді - на 13,53, цинку - на 20,17 %.

Обробка копитець наночастками металів супроводжується покращенням біохімічних і біофізичних характеристик копитцевого рога (табл. 4).

Таблиця 4

Біохімічні та біофізичні показники копитець рога при утриманні корів на підлогах різних типів у контролі та при обробці наночастками металів, n=5

1.* - p<0,05;

2. ** - p<0,01;

3. *** - p<0,001.

Як свідчать дані табл. 4, при утриманні корів на дерев'яній підлозі при обробці копитець наночастками металів у роговому матеріалі зменшується вміст вологи зменшується на 18,01 %, вміст попелу збільшуються на 9,05, білку - на 9,52, сульфгідрильних груп - на 8,92, щільність - на 9,39, твердість - на 9,57, опір проти стирання на 8,31 %.

При утриманні на бетонній підлозі при обробці копитець наночастками металів вміст вологи зменшується на 21,05 %, вміст попелу збільшуються на 8,68, білка - на 9,87, сульфгідрильних груп - на 8,85, щільність - на 9,32 %, твердість - на 9,67 %, опір проти стирання - на 8,96 %.

Таким чином, обробка копитець наночастками металів супроводжується суттєвими змінами як біохімічних, так і біофізичних характеристик копитцевого рогу. Копитцевий ріг ущільнюється, в ньому зменшується вміст вологи, за рахунок чого зростає вміст усіх досліджених біохімічних показників і значно покращуються основні біофізичні параметри.

Крім того, наночастки металів виразно впливають на перебіг кератиногенезу, основу якого становить перехід сульфгідрильних груп цистеїну в дисульфідні групи цистину з їх подвійними зв'язками. За рахунок цього відбувається укріплення біохімічної й біофізичної структур білкових молекул копитцевого рогу:

R - НS + SН - R - S = S - R + 2Н (Н2О)v.

Перебіг процесу кератинізації потребує кофакторної дії, в першу чергу таких металів як мідь і цинк. Вплив наноміді та наноцинку на кератинізацію набагато вираженіший, ніж дія цих металів у молекулярному масштабі. Останнє чітко проявляється в порівняльному досліді, за якого копитця в контролі обробляли 10 %-вим розчином міді сульфату в суміші з цинком сульфатом. Початкові контрольні й дослідні біохімічні і біофізичні показники були ідентичними. Обробка солями й наночастками міді та цинку тривала 3 дні по 30 хв тричі на день. Результати враховували через 5 днів (табл. 5).

Таким чином, обробка копитець колоїдом наноміді та наноцинку, порівняно з їх обробкою розчином солей міді й цинку, достовірно покращує біохімічні і біофізичні показники копитець за виключенням вмісту сірки та зволоженості копитцевого рогу, які відносно мало впливають на інші його якості. Так, вміст міді збільшився на 10,3 %, цинку - на 24,55, попелу - на 7,63, білка - на 4,15, сульфгідрильних груп - на 7,19, щільність - на 4,51, твердість - на 3,58, опір проти стирання на 9,4 %.

Таблиця 5

Показники основних якостей копитцевого рогу при обробці солями й наночастками міді та цинку, n=5

Примітка: 1.* - p<0,05;

2. ** - p<0,01.

Отже, наночастки Cu і Zn при обробці копитець включаються в процеси кератинізації, в той час як обробка солями міді й цинку супроводжується лише певним, у якійсь мірі, поверхневим просякненням рогу, яке досить швидко зникає під впливом вологи підлог.

Стимулювальний вплив комплексу наноаквахелатів Ag, Cu, Zn зумовлений специфічною активністю кожної складової.

Срібло має виражені антисептичні властивості. Воно пригнічує кератолітичну дію патогенної мікрофлори та грибів.

Мідь приймає участь у багатьох біохімічних процесах як складова частина ферментоактивних білків, які переносять електрони в реакціях окиснення та відновлення органічних субстратів.

Цинк забезпечує перебіг транспортних процесів, пов'язаних із металоензимними перетвореннями значної кількості біохімічних сполук. Разом з міддю він виражено впливає на синтез кератинових білків. Іонний радіус цинку менший ніж у міді, у зв'язку з чим цинк несе концентрованіший заряд, порівняно з міддю, що зумовлює його більшу спорідненість до електронів. Це забезпечує широку участь цинку в різних біологічних процесах, таких як гідроліз, приєднання до подвійних зв'язків, окиснення - відновлення тощо.

Висока метаболічна активність наноміді й наноцинку, що проявляється у вираженій оптимізації біохімічних і біофізичних показників копитцевого рогу, зумовлена наявністю у наночасток корпускулярного, хвильового та квантового ефектів, чого не може бути у мікроелементів у молекулярній формі. Дія наночасток цілком узгоджується із законами квантової фізики щодо поводження часток такого роду в перебізі різних біохімічних процесів, зокрема кератинізації. Різноманітні часточки, які знаходяться в розчині або суспензії у формі атомів, електронів і, можливо, в інших дещо менших за розмірами часток, проявляють ті ж самі властивості, що й електрони у класичному фізичному аспекті. У перебізі фізико-хімічних реакцій наночастки виступають у якості потужного донора та діють як сильні стимулятори перебігу фізичних і хімічних явищ.

Отже, обробка рогу копитець аквахелатом наносрібла, наноміді, наноцинку супроводжується збільшенням вмісту сірки, міді й цинку та значним покращенням біофізичних показників копитцевого рогу, що набагато перевищує біохімічні й біофізичні характеристики копитцевого рогу порівняно з обробкою 10 %-вим розчином міді сульфату і цинку сульфату. Це пояснюється включенням екзогенних наночасток у перебіг біохімічних реакцій епідермісу копитець.

4. Застосування наночасток металів для лікування хвороб копитець заразної етіології

Заразні хвороби копитець корів досліджували в господарствах Київської, Чернігівської, Черкаської та Полтавської областей за допомогою клінічних (огляд, пальпація, перкусія), бактеріологічних з ідентифікацією мікроорганізмів згідно визначника Берджі (1997) та мікологічних методів. За принципом аналогів корів із неспецифічними гнійно-некротичними ураженнями, некробактеріозом і кератомікозами розподілили на контрольну та дослідну групи для кожної окремої нозології.

При неспецифічних гнійно-некротичних ураженнях, некробактеріозі та кератомікозній патології хворих корів ізолювали, ставили в чисті продезінфіковані станки. Потім на старанно очищені копитця і застосовували накладали просочені лікувальними препаратами серветки, які фіксували захисною пов'язкою. Обробки повторювали з інтервалом 3 - 4 дні до повного зникнення клінічних ознак ураження (некротичні вогнища, виразки, розпад копитцевого рогу, кульгання тощо). Для корів контрольних груп серветки просочували фенол-скипидар-димексидною емульсією, для корів дослідних груп - сумішю колоїдів нанокластерів Ag, Cu, Zn, Mg. Суміш колоїдів металів - це двокомпонентна система з деіонізованої води та часток металів у нанорозмірному стані (1,0 - 50,0 нм). Колоїд мав слабокислу реакцію з рН 6,7 - 6,9, вміст металів від 10 до 100 мг/л. Отриманий фізичним методом, даний колоїд значно відрізнявся від колоїдів Ag, Cu, Zn, Mg, отриманих хімічним або електролізним способом, де іони металів діють токсично і тому при лікуванні використовуються досить обмежено.

У якості етіологічного фактора при неспецифічних гнійно-некротичних ураженнях копитець виявляли асоціації умовно-патогенної мікрофлори, до складу яких входили стафілококи, стрептококи, диплококи, протей, кишкова паличка та досить патогенні мікроорганізми - Clostridium perfringens тип А, Corynebacterium piogenes.

Спостерігали ерозії, виразки та поверхневе нагноєння з наявністю вогнищ некрозу в ділянках шкіри міжпальцевого склепіння, кайми, м'якушів. Встановлювали майже повну відсутність утворення грануляційного бар'єру, у зв'язку з чим ураження було м'яким і при натисненні з нього виділявся гнійний ексудат. При відсутності лікування гнійно-некротичне ураження прогресувало, поширюючись на підшкірну клітковину, бурси, сухожилкові піхви, сухожилки і зв'язки пальців, а згодом на суглоби й кістки. При цьому хвора тварина втрачала можливість спирання на уражену кінцівку.

У випадках постановки діагнозу на некробактеріоз (фузаріоз) виявляли Fusobacterium necrophorum. Клінічно спостерігали ерозії та виразки спочатку в шкірі міжпальцевого склепіння, вінчика, м'якуша, суглобів, які згодом набували типових ознак гнійно-некротичних вогнищ. Своєрідною клінічною ознакою некробактеріозу на початку розвитку хвороби було утворення чітко виражених грануляційних бар'єрів, які певний час обмежували поширення некротичних змін, але які згодом під дією ферментів і токсинів збудника руйнувались, що зумовлювало прогресування ураження. Некробактеріозні виразки мали рожевий колір, обмаль гнійного ексудату і пальпаторно були досить твердими.

При кератомікозному ураженні захворювання починалось деструктивними змінами копитцевого рогу, вогнища якого прогресували. У зв'язку з цим погіршувались опорні якості рогової капсули, ріг ставав відносно м'яким, він частково розпадався, при пальпації встановлювали болючість. З часом процес ускладнювався явищами неспецифічного гнійного поверхневого пододерматиту.

При мікологічному дослідженні з використанням у складі живильних середовищ часточок копитцевого рогу, що дозволяло встановити кератолітичні властивості патогенів мікозної природи, диференціювали асоціації грибів у різних комбінаціях. Найчастіше виявляли Trichoderma viride, Aeremoniella atra, Cladosporium chrisanthemi.

Результати лікування ураження копитець заразної етіології представлені в табл. 6.

Таблиця 6.

Порівняльна ефективність фенол-скипидар-димексидної емульсії (контроль) та нанокластерного колоїду металів (дослід)

За даними таблиці 6, кількість обробок у досліді, порівняно з контролем, була меншою: а) при неспецифічних гнійно-некротичних процесах у 2,7 разів, б) при некробактеріозі в 2,6 разів, в) при кератомікозному ураженні в 2,1 рази. Термін виліковування в досліді, порівняно з контролем, прискорювався: а) при неспецифічних гнійно-некротичних процесах у 1,8 разів, б) при некробактеріозі в 1,6 рази, в) при кератомікозному ураженні в 1,8 разів.

Таким чином, застосування колоїду наночасток Ag, Cu, Zn, Mg дає змогу значно скоротити кількість лікувальних обробок і суттєво прискорити термін виліковування. Це зумовлено потужною лікувальною дією металів у нанокластерному розмірі, яким, згідно із законами квантової механіки (фізики), притаманна як корпускулярна, так і хвильова активність і які здатні передавати свою енергетику кофакторами металів у всіх без виключення біохімічних процесах, що значно інтенсифікувало перебіг останніх і що знайшло своє вираження в зменшенні лікувальних обробок і прискоренні видужування хворих тварин. При цьому, здійснюючи підбір наноаквахелатів металів, ураховували їхню специфічну участь у процесах обміну речовин. Так, мідь, цинк і магній виступають в якості кофакторів великої кількості біохімічних і структурних процесів: мідь є невід'ємною складовою частиною оксидаз, забезпечує перебіг процесів кератинізації твердих кератинів копит, сприяє антиоксидантному захисту, посилює продукування колагену тощо; цинк, як кофактор біохімічних і структурних перетворень, інтенсифікує продукування м'якого кератину шкіри, посилює перебіг ферментативних реакцій та ін.; магній приймає активну участь у синтезі білка, поділі клітин, в енергетичних реакціях, зокрема в продукуванні АТФ-ази тощо.

Страницы: 1, 2, 3, 4