Рациональное использование

Кроме противоопухолевых средств, наноносители используют для доставки антибактериальных и противомалярийных препаратов, адреноблокаторов, других ЛВ, требующих внутриклеточного введения, а также диагностических маркеров, с помощью которых выявляют наличие в организме трансформированных (измененных) клеток на самых ранних стадиях заболевания.   

Ученые  полагают, что наноносители чрезвычайно перспективны с точки зрения введения вакцин, а также генетического материала. Возможно, именно нанокапсулы окажутся наиболее подходящей лекарственной формой для разовой иммунизации против вируса СПИДа.  

По прогнозам  специалистов, препараты на наноносителях получат широкое распространение уже в ближайшие годы.  

Нанотехнология — будущему (говорят футурологи) 

Медицина: создание молекулярных роботов-врачей, которые «жили» бы внутри человеческого организма, устраняя возникающие генетические повреждения и предотвращая старение клеток. Достижение бессмертия. Прогнозируемый срок реализации: вторая половина XXI века.   

Биология: «внедрение» в живой организм на уровне атомов. Последствия — от «восстановления» вымерших видов до создания новых типов живых существ, биороботов. Прогнозируемый срок реализации: середина XXI века.  
Кибернетика: «пересаживание» человеческого интеллекта в компьютер. Прогнозируемый срок реализации: вторая четверть XXI века.   

Разумная  среда обитания: окружающая среда  станет «разумной» и исключительно комфортной для человека за счет внедрения логических наноэлементов во все ее атрибуты. Прогнозируемый срок реализации: после XXI века…  

Нанотехнологии и материалы в медицине» — так назывался доклад Бориса Мовчана, академика НАН Украины, директора Международного центра электронно-лучевых технологий (МЦЭЛТ) Института электросварки им. Е.О. Патона. Нанотехнология – совокупность научных знаний, способов и средств направленной регулируемой сборки (синтеза) из отдельных атомов и молекул различных веществ, материалов и изделий с линейным размером элементов структуры до 100 нм. К примеру, размер вирусов обычно составляет около 100 нм, ширина спирали ДНК — 2,5 нм, а размер молекулы ацетилсалициловой кислоты — 1 нм (для сравнения — толщина человеческого волоса — 50 000 нм).

Разработанные и изготовленные в МЦЭЛТ электронно-лучевые  установки, с помощью которых  получают наноматериалы, успешно эксплуатируются в США, Канаде, Китае и Индии. Электронно-лучевая нанотехнология и соответствующее оборудование — реальная основа дальнейшего научно-технического и экономического прогресса в производстве магнитных наножидкостей, фильтров, сорбентов, носителей для катализаторов и устройств для катализа, компонентов медицинского инструментария и оборудования и пр.

Александр Брик, профессор, заведующий отделом радиоспектрологии минеральных веществ Института геохимии и минералогии НАН Украины, рассказал, что в организме человека существует более 50 типов наноразмерных неорганических частиц (биоминералов), которые имеют кристаллическую структуру твердых тел. Так, минеральная компонента костей и зубов представлена нанокристаллами гидроксилапатита, погруженными в органическую матрицу. Информация о биоминералах является физической основой для создания новых синтетических материалов, а также для выяснения механизмов функционирования биологических тканей. Разработанный профессором В.А. Дубком синтетический материал широкого назначения СинтеКость уже прошел клиническую апробацию, и для широкого медицинского применения необходимо лишь решение ряда организационных и финансовых вопросов.

Кроме того, разработаны  методы контроля процессов деминерализации  костей на уровне наноразмерных подсистем костной ткани, что позволяет разрабатывать соответствующие контрмеры. Выявлены и изучены уникальные свойства магнитных частиц, локализованных в тканях мозга, что позволяет изучать механизмы заболеваний мозга и создавать технические устройства, использующие принципы функционирования тканей мозга.

Иван  Чекман, профессор, член-корреспондент НАН и АМН Украины, заведующий кафедрой фармакологии с курсом клинической фармакологии Национального медицинского университета им. А.А. Богомольца, отметил, что большие перспективы открываются в связи с внедрением в медицину микро- и нанокапсул, нанотехнологических сенсоров и анализаторов, наноинструментов и манипуляторов и пр. Как отметил И. Чекман, в перспективе возможно использование нанотехнологий в гематологии и трансфузиологии (для создания заменителей крови), в гигиене и токсикологии для создания антибактериальных покрытий из наночастичек и нанотрубочек. Отечественными учеными из Института медицины труда АМН Украины (руководители — академики Ю.И. Кундиев и И.М. Трахтенберг), а также институтов НАН Украины проведены исследования по снижению токсического действия факторов окружающей среды с помощью нанодисперсного кремнезема.

В лаборатории  кафедры, возглавляемой И. Чекманом, ведутся исследования и разработка лекарственных средств на основе нанотехнологий, в том числе нанодисперсного кремнезема. По результатам исследований, препарат Силикс проявляет высокие адсорбционные свойства по отношению к белкам, экзо- и эндотоксинам (300–800 мг/г), микроорганизмам (до 1010 микробных тел на 1 г). С целью расширения области применения этого лекарственного средства ведется разработка другого препарата нанодисперсного кремнезема в удобной лекарственной форме — суспензии Аквасил.

Анатолий  Соловьев, главный научный сотрудник Института фармакологии и токсикологии АМН Украины, рассказал о существующих и перспективных направлениях внедрения нанотехнологий в фармакологию:

• фосфолипидные нановезикулы (липосомы) — восстановление эндотелиальной функции, направленный транспорт лекарственных средств, снижение токсичности и повышение биодоступности/проницаемости лекарственных средств;

• восстановление внеклеточного матрикса сосудистой стенки при диабете с использованием низкомолекулярных биорегуляторов и взрослых стволовых клеток;

• восстановление сосудистой функции с помощью взрослых стволовых клеток (progenitor endothelial cells);

• протеомика — идентификация белков-маркеров и белков-мишеней;

• изучение биодоступности и биоэквивалентности лекарств с помощью клеточных технологий;

• скрининг потенциальных лекарственных средств с использованием регистрации токов через одиночный ионный канал.

По итогам проведенной  работы ученый совет принял решение  обратиться к руководству Государственного фармакологического центра Министерства здравоохранения Украины с просьбой изыскать возможность спонсирования научно-исследовательских работ, связанных с развитием и внедрением нанотехнологий в медицину, фармакологию и фармацию.

Решено также  выразить благодарность президенту НАН, академику НАН Украины Борису Патону и президенту АМН, академику  НАН и АМН Александру Возианову за инициацию финансирования развития нанотехнологий в медицине, фармакологии и фармации. n 
 
 
 

По его мнению, нанотехнологии являются одним из наиболее перспективных направлений в фармакологии. Они позволят конструировать молекулы с заранее заданными свойствами. Возможно также изучение влияния тех или иных веществ на генетическом уровне. Применять технологии возможно и в микробиологии, и в диагностике заболеваний, и в косметологии. Особое внимание собравшихся ученый обратил на тот факт, что применение нанотехнологий позволит значительно снизить токсический эффект лекарственных средств и свести к минимуму их побочные эффекты. В микробиологии возможно конструирование антибактериальных покрытий. На кафедре фармакологии были проведены исследования по изучению антитоксических веществ, созданных с помощью нанотехнологий. В исследовании применялись токсины различной направленности и различного происхождения. Было показано, что эффективность этих препаратов во много раз превышает эффективность обычных аналогов. Возможно также применение технологий для связывания токсинов экзо- и эндогенного происхождения.

В докладе главного научного сотрудника Института фармакологии и токсикологии АМН Украины, профессора Соловьева Анатолия Ивановича были отражены реальные, как подчеркнул докладчик, направления исследований с использованием нанотехнологий:

• фосфолипидные нановезикулы (липосомы) — восстановление эндотелиальной функции, направленный транспорт лекарств, снижение токсичности и увеличение биодоступности / проницаемости лекарственных средств;
• восстановление внеклеточного матрикса сосудистой стенки при диабете с использованием низкомолекулярных биорегуляторов и взрослых стволовых клеток;
• восстановление сосудистой функции с помощью взрослых стволовых клеток;
• протеомика — идентификация белков- маркеров и белков- мишеней;
• изучение биодоступности и биоэквивалентности лекарств с помощью клеточных технологий;
• скрининг потенциальных лекарственных средств с использованием регистрации токов через одиночный ионный канал.

     1. Понятие термина  «Нанотехнология» и пути использования нанотехнологий в фармации.

     Нанотехнология – совокупность научных знаний, способов и средств направленной регулируемой сборки (синтеза) из отдельных атомов и молекул различных веществ, материалов и изделий с линейным размером элементов структуры до 100 нм.

     Нанотехнологии — одно из самых многообещающих направлений в современной науке, в том числе в медицине и фармации. Это связано с тем, что современные технологии позволяют работать с веществом в нанометровых масштабах; именно такие размеры характерны для основных биологических структур — клеток — и для молекул. Эти технологии трансформируют устоявшиеся научные дисциплины (например, биохимию) и позволяют создавать новые (например, прикладную генетику).

     По  определению ведущего ученого в  данной области Р. Фрейтаса, наномедицина — это слежение, исправление, конструирование и контроль биологических систем человека на молекулярном уровне с использованием разработанных наноустройств и наноструктур. Наномедицина пока еще только зарождается, но уже существуют нанопроекты, воплощение которых в медицину, в конечном итоге, даст результат. Ближайшие перспективы применения нанотехнологий в медицине и фармации могут рассматриваться во взаимодействии дисциплин по созданию молекул, нанотехнологий твердых веществ, микроэлектроники, микроэлектромеханических (microelectromechanical systems — MEMS) и микрооптикоэлектромеханических систем (microopticalelectromechanical systems — MOEMS).

     -Нанотехнология может стать гигантским шагом человечества на пути к созданию новых приборов и препаратов для лечения множества заболеваний, а возможные медицинские достижения, которые станут доступными с помощью нанотехнологии, простираются от диагностики до терапии.

     -Такие технологии позволят применять новую диагностическую технику, более специфическую терапию и местное применение лекарства, которое увеличивает эффективность, медленно увеличивает сопротивляемость к нарушениям и снижает нагрузку токсичными компонентами на организм человека. По мнению ученых, количество целевых зон для лекарственных препаратов, которые будут выявлены в результате исследования генома человека, может составить от 3.000 до 10.000 (по сравнению с 417, эмпирически полученными в настоящее время).

     -Кроме того, детальное понимание взаимодействия между генами, молекулярным движением и болезнью может дать возможность создания высокоспецифичных, индивидуальных лекарственных препаратов.

     -Вероятно, что фармацевтическая отрасль будет переходить от парадигмы исследования медикаментов через сочетание различных компонентов в препарате к целевой инженерии молекул с заданными свойствами. В ближайшее время предполагается создание нанолекарств, которые будут доставляться кровопотоком непосредственно к больному органу человека, что увеличит эффективность его использования и снизит побочные эффекты.