Antibakteriaalsed sokid ehk mida võiks teada hõbedast ja tema nanoosakestest

Võrdlusskaala
Võrdlusskaala
30d4b962-8859-494d-a7f8-5405a1fd33fb
Hõbedat sisaldavad plaastrid

Hiljaaegu ostsin endale uued plaastrid. Pakil oli kirjas, et plaastrid sisaldavad hõbedat. Ilmselt olete isegi selliseid näinud. Värske Aju on keskkonnablogi, seetõttu tahan ringiga jõuda teemani – kas ja kuidas antibakteriaalsetest toodetest leostuv hõbe võib keskkonnale mõju avaldada. Ja ega see pole mingi isiklik originaalne idee, juba 2010-ndal aastal lisati nanohõbe rühma teadlaste poolt 15 tõusva trendi hulka, millel on eeldatavasti keskkonnale tugev ja seni läbiuurimata mõju (Sutherland et al. 2010).  Aga enne avan pisut hõbeda ja nanomaailma tagamaid. Ehk jõuan järgmises postituses ivani.

Nanotehnoloogia on arenev valdkond, mis on kaasa toonud tohutus koguses kasulikke rakendusi antibakteriaalsetest sokkidest ülikergete suusakeppideni. On avastatud, et nanosuuruses osakesed (1-100 nm) erinevad paljuski samade ainete molekulaarsetest ning ioonsetest vormidest ning samuti sama keemilise koostisega aine tavasuuruses osakestest. Nt. nanosuuruses kuld on punast värvi ja magnetiliste omadustega katalüsaator. Optiliste omaduste muutust seletatakse sellega, et muutunud struktuur neelab valgust paremini teistel lainepikkustel.

Nanoosakesi on looduses alati leidunud, näiteks tahma koostises, kuid järjest enam on tootma hakatud kindlate kasulike omadustega sünteetilisi nanosid. Eesti keeles on nanoosakestest ja nende mõjudest kõige loetavamalt (loe: huvitavamalt) kirjutanud Horisondis ja Keskkonnatehnikas Anne Kahru (esimene artikkel koos Lippmaaga). Nanomaterjalide ja nanosuuruses osakestega tegeletakse Eestis nii Tartu Ülikoolis kui ka TTÜ kampuses asuvas KBFI-s.

wacquasant2
Hõbeda antibakteriaalsed toimed hoidsid roiskumast ka kirikute pühal veel.

Erinevalt paljudest täiesti uutest materjalidest, on hõbeda kasulikke omadusi, sh antibakteriaalset toimet, tuntud juba sajandeid. Hõbeda haigustekitajaid hävitavat toimet kirjeldas juba Hippocrates ning hõbedast meditsiinilisi vahendeid ning vee säilitamist hõbenõudes roiskumise vältimiseks on kasutatud juba aastatuhendeid. Ioonilise hõbeda antibakteriaalset toimet on eksperimentidega tõestatud juba üle sajandi tagasi. 

Colloidal-Silver-175x300
Kolloidhõbe, on pikalt olnud kasutuses kui külmetushaigusi ennetav preparaat ja nohuravim (nt. kollargool).

Meditsiinis on hõbedat kasutatud seni valdavalt liitainete või segude koostises (nt. amalgaam hambaplommides, mille koostises on lisaks elavhõbedale ka >20% hõbedat), mitte lihtainena.  Esimene dokuementeeritud hõbedarivaadi kasutamine leidis ilmselt aset 1884 Saksamaal, kus C.S.F. Crede kasutas Gonococci’de põhjustatud neonataalse konjuktiviidi (imikutele ohtlik silmanakkus) ravil 1%-list hõbenitraati. Alates 1897-ndast aastast on kasutatud nanohõbedat kollargooli koostises (seni kasutatav ravim nt. nohu raviks). Väga levinud oli hõbedühendite kasutamine Esimeses maailmasõjas, enne antibiootikumide avastamist. Hõbedat sisaldavad kreemid (sulfadiasiin) on olnud (ja on siiani) väga olulised ka raskete põletushaavade ravil. Seoses antibiootikumidega vähenes pärast Teises maailmasõda huvi hõbeda rakendamise vastu, kuid antibiootikumide üle- ja valetarbimise valguses on tekkinud järjest enam antibiootikumi-resistentseid bakteritüvesid, mille ravimisel on hakatud tagasi pöörduma hõbeda juurde.

Samuti puudub hõbedal, erinevalt antibiootikumidest, teadaolev kahjulik mõju imetajate ensüümidele. Üldse on välja toodud, et imetajate rakud ei omasta hõbedat kuigi hästi, mistõttu on toksilisus inimesele väga madal, samal ajal kui bakteritsiidsed omadused on küllaltki tugevad. Seetõttu valmistatakse järjest enam kehasiseseid meditsiinilisi abivahendeid (nt. põiekateetrid) hõbedasulamitest. Hõbedasisaldusega materjalide pinnale ei saa tekkida infektsiooniohtlikku biokilet ning puudub vajadus täiendavate antibiootikumide järele.

argyria
Argüüria tagajärjel ladestub hõbe inimese kehas üsna silmatorkaval viisil – pildil Paul Karason.

Pikaajalisel kokkupuutel hõbeda või hõbedaderivaatidega võib tekkida argüüria või argüroos ehk naha või silmade pigmendi muutumine sinakashalliks. Kuna hõbeda kasutamine meditsiinis on suhteliselt väiksem kui sajand tagasi, siis on ka argüüria juhtumeid vähem. Isegi hõbeda kasutamise tippajal, 20. sajandi alguses, olid argüüria juhtumid üldiselt haruldased ning ilmnesid vaid pikaajalisel ravil kollargooli vm sarnaste preparaatidega. Siiski on ka 21. sajandil hõbedat sisaldavate ninatlikade kasutamise tagajärjel dokumenteeritud argüüriat.

Spetsiifiliselt nanohõbedat kasutatakse tänapäeval peamiselt mikroobide kasvu pärssiva lisandina; seda leidub õhuvärskendajate, toidupakendite, sokkide, imikutarvete ja haavaplaastrite koostises. Nanohõbedat lisatakse nende tarvikute kattematerjali, mille puhul peetakse oluliseks hügieenilisust, nt. nagu arvutihiired, maniküüritarbeid, lemmikloomade toidukausid, spaatlid, taksofonid, õhufiltrid, käsipuud ning sularahaautomaatide klahvid. Hiljuti on kasutusele tulnud ka pesumasinad, mis lisavad pesu ajal pestavatele materjalidele Ag+ ioone. Selles rakenduses nähakse eelkõige kasu immuunpuudulikkusega inimestele, aga ka allergikutele ning haiglatele.

The Project of Emerging Nanotechnology käigus leiti, et  2008. aastal tuli igal nädalal turule 3-4 uut nanotoodet, kusjuures üle 20% kõigist kirjandusest leitavatest nanotoodetest põhinevad just nanohõbedal. 2009-ndal aastal oli kasutuses juba üle 1000 erineva nanomaterjale sisaldava toote. Aastaks 2011 hinnati turul olevate nanotoodete kogust 45 000 tonnini väärtusega 500-800 miljonit USA dollarit ning aastaks 2015 arvatakse nanotehnoloogia valdkond olevat kasvanud juba üle 1 miljardi USA dollari piiri. Samal ajal on huvitav, et nanode kasutamist seadused veel otseselt ei reguleeri – Euroopa Komisjoni kemikaale reguleerivasse määrusese REACH (Registration, Evaluation, Authorisation, and Restriction of Chemicals) lisades on selgitused ka nanoosakeste reguleerimise osas (2008 seisuga), kuid esialgu see otseselt nanode kasutamist ei piira.

Olukorras, kus paljud patogeenid on muutunud/muutumas antibiootikumide suhtes resistentseks, on hõbeda (sh. nanohõbeda) rakendamine meditsiinis ja ka mujal, kus on oluline hoida madalat mikroorganismide taset (nt. vee puhastamisel või operatsioonisaalis), saanud järjest perspektiivikamaks. Nanohõbe on toksiline praktiliselt kõigile uuritud taksonitele – loomulikult on tundlikkus erinev: vetikad, kirpvähid ja bakterid on seniste katsete järgi kõige tundlikumad (LC50 <10 ppm), inimene seevastu, nagu eelpool selgitatud, on küllaltki “külma kõhuga.” See on ka põhjuseks tema antibakteriaalsete omaduste ära kasutamisele nii laias ulatuses kui eespool kirjeldatud.

“So what?”

Järgneb…

Helene

Üks mõte “Antibakteriaalsed sokid ehk mida võiks teada hõbedast ja tema nanoosakestest”

Kommenteerimine on suletud.