Влияние геля, содержащего микрокапсулы наночастиц cеребра, загруженные метронидазолом, на состояние микроциркуляторного русла десны у животных с экспериментальным пародонтитом

Введение. Микроциркуляторные нарушения сопровождают все стадии развития воспалительных заболеваний пародонта, поэтому их коррекция является важной задачей комплексной терапии пародонтита. Учитывая значимость антибиотикотерапии в лечении воспалительных заболеваний полости рта, научный и практический интерес представляет изучение возможностей использования системы для адресной доставки антибактериальных препаратов, а также ее влияние на микроциркуляторное русло тканей пародонтального комплекса. Цель – изучить влияние геля, содержащего альгинатные микрокапсулы с наночастицами серебра (AgNP), загруженные метронидазолом, на состояние микроциркуляторного русла десны у животных с экспериментальным пародонтитом. Материалы и методы. Исследования проводились на 40 белых крысах. Дизайн эксперимента предполагал деление всех животных на несколько групп: контрольная – крысы с интактной десной; группа сравнения – животные с экспериментальным пародонтитом; группа «плацебо» – крысы, которым на фоне экспериментального пародонтита наносили на десны гель, содержащий микрокапсулы с AgNP без активных компонентов; опытная группа – животные с экспериментальным пародонтитом, которым проводили аппликации геля, содержащего микрокапсулы AgNP, загруженные метронидазолом. Пародонтит моделировали лигатурным методом путем вшивания в десну полифиламентной  нерассасывающейся нити в области резцов нижней челюсти. Состояние микрососудистого русла во всех представленных группах оценивали после удаления лигатуры на 21-й день эксперимента методом лазерной допплеровской флоуметрии. Результаты. При экспериментальном пародонтите у белых крыс на 3-й неделе возникают выраженные микроциркуляторные нарушения, проявляющиеся увеличением перфузионного показателя на 37 %, а также амплитуд эндотелиальных,
нейрогенных, миогенных, дыхательных и сердечных колебаний перфузии по сравнению с интактным контролем. Гель, содержащий только микрокапсулы с AgNP, у крыс с пародонтитом снижает перфузионный показатель на 23,9 %, не оказывая влияния на нарушенные параметры активной и пассивной модуляции кровотока десен. Загрузка в микрокапсулы с AgNP метронидазола повышает эффективность применения геля в коррекции перфузионного показателя на 6,7 %, амплитуд миогенных и дыхательных колебаний на 26,8 % и 19,8 % по сравнению с аналогом без активных компонентов. Выводы. Гель, содержащий микрокапсулы с AgNP и метронидазолом, по сравнению с аналогом без активных компонентов, эффективнее восстанавливает перфузию десен, снижая амплитуды миогенных и дыхательных колебаний.

1. Larvin H, Kang J, Aggarwal VR, Pavitt S, Wu J. Risk of incident cardiovascular disease in people with periodontal disease: A systematic review and meta-analysis // Clin Exp Dent Res. 2021;7(1):109–122. Doi: 10.1002/cre2.336.

2. Zhang X, Wang M, Wang X, Qu H, Zhang R, Gu J, Wu Y, Ni T, Tang W, Li Q. Relationship between periodontitis and microangiopathy in type 2 diabetes mellitus: a meta-analysis // J Periodontal Res. 2021;56(6):1019–1027. Doi: 10.1111/jre.12916.

3. Gheorghe DN, Camen A, Popescu DM, Sincar C, Pitru A, Ionele CM, Nicolae FM, Danilescu CM, Roman A, Florescu C. Periodontitis, Metabolic and Gastrointestinal Tract Diseases: Current Perspectives on Possible Pathogenic Connections // J Pers Med. 2022;12(3):341. Doi: 10.3390/jpm12030341.

4. Микляев С.В., Леонова О.М., Сущенко А.В. Анализ распространенности хронических воспалительных заболеваний тканей пародонта // Соврем. проблемы науки и образования. – 2018. – № 2. URL: https://science-education. ru/ru/article/view?id=27454 (дата обращения 01.04.23).

5. Zhang J, Yu, J, Dou J, Hu P, Guo Q. The Impact of Smoking on Subgingival Plaque and the Development of Periodontitis: A Literature Review. Front Oral Health. 2021; 2:751099. Doi: 10.3389/froh.2021.751099.

6. Coll PP, Lindsay A, Meng J, Gopalakrishna A, Raghavendra S, Bysani P, O’Brien D. The Prevention of Infections in Older Adults: Oral Health // J Am Geriatr Soc. 2020;68(2): 411–416. Doi: 10.1111/jgs.16154.

7. Eldzharov A, Kabaloeva D, Nemeryuk D, Goncharenko A, Gatsalova A, Ivanova E, Kostritskiy I, Carrouel F, Bourgeois D. Evaluation of Microcirculation, Cytokine Profile, and Local Antioxidant Protection Indices in Periodontal Health, and Stage II, Stage III Periodontitis // J Clin Med. 2021;10(6):1262. Doi: 10.3390/jcm10061262.

8. Bahador A, Ayatollahi B, Akhavan A, Pourhajibagher M, Kharazifard M.J, Sodagar A. Antimicrobial Efficacy of Silver Nanoparticles Incorporated in an Orthodontic Adhesive: An Animal Study // Front Dent. 2020;17(14):1–8. Doi: 10.18502/ fid.v17i14.4177.

9. Yu W-Z, Zhang Y, Liu X, Xiang Y, Li Z, Wu S. Synergistic Antibacterial Activity of Multi Components in Lysozyme/ Chitosan/Silver/Hydroxyapatite Hybrid Coating Mater // Des. 2018;139:351–362.

10. Aurore V, Caldana F, Blanchard M, Kharoubi Hess S, Lannes N, Mantel PY, Filgueira L, Walch M. Silver-nanoparticles increase bactericidal activity and radical oxygen responses against bacterial pathogens in human osteoclasts // Nanomedicine. 2018;14(2):601–607. Doi: 10.1016/j.nano.2017.11.006.

11. Salvioni L, Galbiati E, Collico V, Alessio G, Avvakumova S, Corsi F, Tortora P, Prosperi D, Colombo M. Negatively charged silver nanoparticles with potent antibacterial activity and reduced toxicity for pharmaceutical preparations // Int J Nanomedicine. 2017;12:2517–2530. Doi: 10.2147/IJN. S127799.

12. Ferreyra Maillard APV, Dalmasso PR, López de Mishima BA, Hollmann A. Interaction of green silver nanoparticles with model membranes: possible role in the antibacterial activity // Colloids Surf B Biointerfaces. 2018;171:320–326. Doi: 10.1016/j.colsurfb.2018.07.044.

13. Korolev D, Shumilo M, Shulmeyster G, Krutikov A, Golovkin A, Mishanin A, Spiridonova A, Kulagina O, Galagudza M. Hemolytic Activity, Cytotoxicity, and Antimicrobial Effects of Silver Nanoparticles Conjugated with Lincomycin or Cefazolin // Int J Mol Sci. 2022;23(22):13709. Doi: 10.3390/ ijms232213709.

14. Korolev D, Shumilo M, Shulmeyster G, Krutikov A, Golovkin A, Mishanin A, Gorshkov A, Spiridonova A, Domorad A, Krasichkov A, Galagudza M. Hemolytic Activity, Cytotoxicity, and Antimicrobial Effects of Human Albumin- and Polysorbate-80-Coated Silver Nanoparticles // Nanomaterials (Basel). 2021;11(6):1484. Doi: 10.3390/nano11061484.

15. El-Kamel AH, Ashri LY, Alsarra IA. Micromatricial metronidazole benzoate film as a local mucoadhesive delivery system for treatment of periodontal diseases // AAPS PharmSciTech. 2007;8(3):E75. Doi: 10.1208/pt0803075.

16. Khan G, Yadav SK, Patel RR, Nath G, Bansal M, Mishra B. Development and Evaluation of Biodegradable Chitosan Films of Metronidazole and Levofloxacin for the Management of Periodontitis // AAPS PharmSciTech. 2016; 17(6):1312–1325. Doi: 10.1208/s12249-015-0466-y.

17. Sreeharsha N, Rajpoot K, Tekade M, Kalyane D, Nair AB, Venugopala KN, Tekade RK. Development of Metronidazole Loaded Chitosan Nanoparticles Using QbD Approach-A Novel and Potential Antibacterial Formulation // Pharmaceutics. 2020;12(10):920. Doi: 10.3390/pharmaceutics12100920.

18. Lengert EV, Savkina AA, Ermakov AV, Saveleva MS, Lagutina DD, Stepanova TV, Ivanov AN. Influence of the new formulation based on silver alginate microcapsules loaded with tannic acid on the microcirculation of the experimental periodontitis in rats // Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2021; 126:112144. Doi: 10.1016/j.msec.2021.112144.

19. Ionel A, Lucaciu O, Moga M et al. Periodontal disease induced in Wistar rats – experimental study // HVM Bioflux. 2015;7(2):90–95.

20. Крупаткин А.И. Колебания кровотока – новый диагностический язык в исследовании микроциркуляции // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2014. – Т. 13, № 1. – С. 83–99. Doi: 10.24884/1682-6655-2014-13- 1-83-99.

21. Савкина А.А., Ленгерт Е.В., Ермаков А.В. и др. Нарушения функций эндотелия при экспериментальном пародонтите у белых крыс // Саратовский науч.-мед. журн. – 2021. – Т. 17, № 4. – С. 765–768.

22. Ren B, Feng Q, He S, Li Y, Fan J, Chai G, Liu L, Liu H, Yang C, Wang Y, Liu H, Liu H, Song Y. VEGF as a potential molecular target in periodontitis: a meta-analysis and microarray data validation // J Inflamm (Lond). 2021;18(1):18. Doi: 10.1186/s12950-021-00281-9.

23. Ionel A, Lucaciu O, Tăbăran F, Berce C, Toader S, Hurubeanu L, Bondor C, Câmpian RS. Histopathological and clinical expression of periodontal disease related to the systemic inflammatory response // Histol Histopathol. 2017; 32(4):379–384. Doi: 10.14670/HH-11-803.

24. Yin IX, Zhang J, Zhao IS, Mei ML, Li Q, Chu CH. The Antibacterial Mechanism of Silver Nanoparticles and Its Application in Dentistry // Int J Nanomedicine. 2020;15:2555–2562. Doi: 10.2147/IJN.S246764.

25. Moaddabi A, Soltani P, Rengo C, Molaei S, Mousavi SJ, Mehdizadeh M, Spagnuolo G. Comparison of antimicrobial and wound-healing effects of silver nanoparticle and chlorhexidine mouthwashes: an in vivo study in rabbits // Odontology. 2022;110(3):577–583. Doi: 10.1007/s10266-022-00690-z.

26. Singh P, Ahn S, Kang JP, Veronika S, Huo Y, Singh H, Chokkaligam M, El-Agamy Farh M, Aceituno VC, Kim YJ, Yang DC. In vitro anti-inflammatory activity of spherical silver nanoparticles and monodisperse hexagonal gold nanoparticles by fruit extract of Prunus serrulata: a green synthetic approach // Artif Cells Nanomed Biotechnol. 2018;46(8):2022– 2032. Doi: 10.1080/21691401.2017.1408117.

27. Orlowski P, Zmigrodzka M, Tomaszewska E, RanoszekSoliwoda K, Czupryn M, Antos-Bielska M, Szemraj J, Celichowski G, Grobelny J, Krzyzowska M. Tannic acid-modified silver nanoparticles for wound healing: the importance of size // Int J Nanomedicine. 2018;13:991–1007. Doi: 10.2147/IJN.S154797.

28. Steckiewicz KP, Cieciórski P, Barcińska E, Jaśkiewicz M, Narajczyk M, Bauer M, Kamysz W, Megiel E, Inkielewicz-Stepniak I. Silver Nanoparticles as Chlorhexidine and Metronidazole Drug Delivery Platforms: Their Potential Use in Treating Periodontitis // Int J Nanomedicine. 2022;17:495–517. Doi: 10.2147/IJN.S339046.