Нанометровые молекулы могут применяться непосредственно в качестве активных веществ. В частности, интересным классом молекул с этой точки зрения являются дендримеры. Эти разветвленные, как крона дерева, молекулы (отсюда их название) могут достигать размера мелких протеинов. По сравнению с классическими полимерными молекулами они обладают тем преимуществом, что можно контролировать их синтез с заданными свойствами, т.е. запрограммировать для определенного медицинского применения. Кроме того, на поверхности можно расположить специфическим образом определенные функциональные группы, так чтобы они особенно эффективно взаимодействовали с вирусами и клетками. Примером создания активного вещества на основе дендримера является препарат Vivigel — гель, способный защитить от ВИЧ-инфекции. Вивигель разработан австралийской биотехнологической компанией Starpharma, сейчас проходят его клинические исследования. Одним из новых принципов является размельчение активных лекарственных веществ до нанометровых размеров. Так пытаются решить проблему недостаточной растворимости ЛС: 40% новых активных веществ, которые сейчас находятся в разработке, растворяются плохо и, соответственно, обладают недостаточной биодоступностью. В 90-е годы удалось получить наночастицы активного лекарственного вещества, т.н. активные нанокристаллы, с помощью процессов размельчения или гипербарической гомогенизации
СИСТЕМЫДОСТАВКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
В 60-е годы прошлого века были получены липосомы, способные доставлять в орган-мишень лекарственное вещество. Различают два вида липосом: мультиламелларные липосомы, диаметр которых может составлять до 10 µm, и состоящие из одной ламеллы (пластинки) с диаметром примерно от 20 до 50 nm. Последние используются в качестве средства доставки активного лекарственного вещества. Полимерные наночастицы было предложено использовать в качестве систем доставки в 70-х годах ХХ в. (Ravi Kumar, 2000, 2003). Исходным материалом для них могут служить различные естественные или биоинертные синтетические полимеры, например, полисахариды, полимолочная кислота, полилактиды, полиакрилаты, акрилполимеры и др. Под термином «полимерные наночастицы» понимают два морфологически различных вида частиц: наносферы и нанокапсулы. Наносферы представляют собой сплошные полимерные матрицы, на которых распределяется активное вещество. Нанокапсулы состоят из полимерной оболочки, охватывающей наполненную жидкостью полость. Эти виды наночастиц различаются по высвобождению активного лекарственного вещества: из наносфер высвобождение протекает по экспоненте, а из нанокапсул — в течение длительного времени константно Еще один тип систем доставки лекарственных активных веществ обязан достижениям в области разработки дефинированных поливалентных и дендритических полимеров. Здесь примерами могут послужить полианионные полимеры — ингибиторы клеточных связей с вирусами, поликатионные комплексы с ДНК или РНК (т.н. полиплексы) и дендритные клетки (Haag R., Kratz F., 2006). К сожалению, несмотря на высокий потенциал эффективности, системы доставки активных веществ в органы и ткани-мишени связаны и с нежелательными побочными эффектами. Так, фармацевтический гигант Novartis, концерн Ciba после анализа данных по безопасности различных систем доставки приняли решение сосредоточиться на разработке ЛС с расщепляемыми наноносителями, поскольку безопасность стабильных наночастиц вызывает сомнения и нужны дополнительные исследования для ее подтверждения (Feiertag A., 2007). Поиск альтернативных систем продолжается. Наряду с совершенствованием звестных систем доставки разрабатываются новые — соединения полимеров с активными веществами, полимерные мицеллы, неорганические наночастицы, твердые липидные наночастицы, фуллерены (табл. 1). Последние, по мнению экспертов, могут стать основой не только для систем доставки, но и для нового класса ЛС (Gorman, 2002, Csixty, 2003). На основе фуллеренов разрабатываются препараты — средства доставки ЛС для лечения ВИЧ-инфицированных пациентов и онкологических больных. Системы доставки имеют большое значение для ЛС на основе протеинов, действие которых зачастую снижается изза ограниченного времени нахождения в крови, химической лабильности и способности провоцировать иммунную реакцию. С помощью систем доставки ученые пытаются улучшить аппликационные свойства протеиновых препаратов. Благодаря присоединению к протеину полимерной цепочки удается не только увеличить период их полураспада в крови, но и повысить их эффективность. Сегодня известны два бестселлера среди нанофармацевтических препаратов — полимер-протеиновый конъюгат Пегасис (Pegasys — пэгилированный альфа2а-интерферон) для лечения гепатита С и Нейласта (Neulasta — пегилированный hG-CSF) для терапии нейтропении.
Заключение
В последние десять лет наблюдается экспоненциальный рост числа публикаций, посвященных новому разделу медицинских знаний – наномедицине. Этот факт свидетельствует о том, что нанотехнологии, долгое время находившиеся почти исключительно в поле зрения материаловедения, физики и химии, сейчас активно внедряются в биологию и медицину. Основными направлениями, на которых сосредоточились наномедицинские исследования, являются разработка способов направленной доставки лекарственных препаратов в поврежденные ткани, изучение диагностических подходов с использованием молекулярной визуализации, повышение чувствительности и разрешающей способности методов лабораторной диагностики. Для решения этих задач в арсенале наномедицины имеются самые различные наноматериалы – фуллерены и дендримеры, углеродные нанотрубки и нанопористые материалы, квантовые точки и наночастицы металлов. Применение наноматериалов в медицине не ограничивается решением изолированных, узких задач. Проводимые исследования отражают общую тенденцию создания многофункциональных устройств, сочетающих в себе диагностические и терапевтические возможности. В то же время наномедицина идет по пути профилизации и специализации, проникая в такие отрасли медицинской науки, как офтальмология, стоматология, травматология и ортопедия. Внедрение новых технологий и материалов в клиническую медицину требует тщательного изучения их безопасности. На сегодняшний день сведения о безопасности многих наноматериалов недостаточны, например, применение фуллеренов в медицине весьма спорно [15]. В ближайшие годы ожидается значительное увеличение объема исследований, посвященных этой важной проблеме. Применение нанотехнологии в медицинской практике позволяет приблизиться к формированию персонализированной медицины. Концепция персонализированной медицины предполагает создание тактики лечения и профилактики на основе индивидуальных особенностей генотипа и фенотипа конкретного пациента. Существенно расширившиеся возможности молекулярной диагностики и идентификации биомаркеров, уникальных для каждого пациента, применение протеомных бионаносистем создают предпосылки для персонализации терапевтических мероприятий. Таким образом, применение нанотехнологии в медицине и фармацевтике представляет собой пример исключительно плодотворного синтеза физических, химических и биотехнологических научных знаний, в конечном итоге способствующего повышению качества оказания медицинской помощи и улучшению состояния здоровья населения. В целом использование нанотехнологий в медицине и фармации станет решением множества проблем и неразрешенных вопросов человеческого здоровья, которые непосильны имеющейся сейчас медицине, и, на наш взгляд, нанотехнологии являются ключевым фактором экономического развития отрасли здравоохранения в России.
Список литературы
1) https://cyberleninka.ru/article/n/nanotehnologii-v-meditsine-i-farmatsii
2) https://scienceforum.ru/2018/article/2018001190