5.1 Навіщо медицині нанотехнології?
"Оскільки основний об'єкт впливу сучасної медицини - це клітина, а часто - макромолекули, - то й інструменти для їх лагодження повинні бути того ж порядку, що й об'єкт, тобто нанометрового діапазону". Для медицини нанорозміри - це все, що менше 1 мкм, виходить, що це поняття в медицині дещо менш суворе, ніж у фізиці чи хімії. Важливо, щоб нанооб'єктів проходив через пори капілярів розмірів 100-200 нм.
ЛІКАРСЬКІ нанопрепаратів "КОНТЕЙНЕРИ". Істотно не більш-менш суворе обмеження розмірів нанооб'єктів, а те, що при переході до цих розмірами об'єкт набуває якісно нових властивостей. Саме цим і відрізняються лікарські нанопрепаратів. Під цим словом розуміють ліки, молекули яких упаковані в наноконтейнери - наприклад, ліпосоми. У такому "упакованому" вигляді вони поступають в організм, досягають органів і клітин-мішеней, вивільняють ліки і розпадаються на безпечні частини, які організм покидають. В ліпосомного вигляді збільшується розчинність багатьох лікарських речовин, що вкрай важливо для їх дії. Зменшується токсичність, оскільки діюча речовина захищено ліпосомного оболонкою. Тому ліки діють тільки тоді, коли досягає клітини-мішені, ніяк не раніше, і по дорозі не деградує, а доходить в активній формі. Все це дозволяє знизити ефективну дозу ліків, що особливо істотно, наприклад, для онкологічних хворих, які отримують хіміотерапію. В основі прицільної доставки нанопрепаратів до мішенях лежать два основних механізми.
По-перше, вони мають властивість пасивного націлювання. В районі запалення в капілярах розширюються пори, і ліпосоми проходять якраз через ці пори, тобто, потрапляють саме туди, куди потрібно. Але можна організувати ще й активний транспорт, приєднуючи до наночастинок "молекулярний адресу" до рецепторів на мембранах клітин-мішеней.
Нанопрепаратів В ОНКОЛОГІЇ. У Харкові виробляють ліпосомного доксорубіцин ("Ліподокс") - препарат для хіміотерапії раку. Показано, що його ліпосомного форма діє в кілька разів ефективніше, ніж просто розчин. У препараті бетулінову кислоти, яка діє проти меланоми, ліпосомного форма істотно підвищує розчинність, а ще краще розчиняється речовина у формі нанокристалів.
Нанопрепаратів В НЕВРОЛОГІЇ. Розроблена і ліпосомного форма протипаркінсонічний субстанції ДОФА. У крові ДОФА швидко деградує, так що тільки 20% введеного ліки досягає гематоенцефалічного бар'єру (ГЕБ). Ліпосоми полегшують проходження речовини через гематоенцефалічний бар'єр. При застосуванні ліпосомного форми ДОФА ефективну дозу можна зменшити в 10 разів, а тривалість дії ліків в два-три рази збільшується. Ліпосоми дозволяють використовувати для лікування не ДОФА, а сам дофамін. Це саме те, чого не вистачає клітинам мозку при хворобі Паркінсона, але без ліпосом він не робить ніякого ефекту.
Нанопрепаратів В ІМУНОЛОГІЇ. Екстракт березової кори володіє великим набором біологічної активності: антиоксидантної, ммуномодулірующей, антимутагенної і пр. З цього екстракту виготовили наночастки, які, як вони показали, взаємодіють з імунними клітинами. Розроблено нанопрепаратів, три виробляються промислово, також деякі препарати проходять клінічні випробування.
РЕГЕНЕРАТИВНА МЕДИЦИНА. В галузі клінічної медицини найістотніше застосування біомедіцінсккіх нанотехнологій здійснено при вирішенні проблем доставки препаратів і регенеративної медицини. Наночастки дозволять лікарям доставляти ліки точно до місця хвороби, збільшуючи ефективність і мінімізуючи побічні ефекти. Вони також пропонують нові можливості для контрольованого виводу терапевтичних речовин. Наночастки також можуть використовуватися, щоб стимулювати вроджені механізми регенерації.
6. Значення застосування нанотехнологій
В цілому ж, розробка і застосування нанотехнологій дозволять досягти наступних основних цілей:
1. Зміна структури валового внутрішнього продукту в бік збільшення частки наукомісткої продукції.
2. Підвищення ефективності виробництва.
3. Переорієнтація російського експорту с, в основному, сировинних ресурсів на кінцеву високотехнологічну продукцію і послуги шляхом впровадження наноматеріалів і нанотехнологій в технологічні процеси російських підприємств.
4. Створення нових робочих місць для висококваліфікованого персоналу інноваційних підприємстві, що створюють продукцію з використанням нанотехнологій.
5. Розвиток фундаментальних уявлень про нові явища, структуру та властивості наноматеріалів.
6. Формування наукового співтовариства, підготовка і перепідготовка кадрів, націлених на вирішення наукових, технологічних і виробничих проблем нанотехнологій, створення наноматеріалів і наносістемной техніки, з досягненням на цій основі світового рівня в фундаментальної і прикладної науках.
Президентом Російської Федерації «Основах політики Російської Федерації в галузі розвитку науки і технологій на період до 2010 року і подальшу перспективу», є: підвищення якості життя населення, досягнення економічного зростання, розвиток фундаментальної науки, освіти та культури, забезпечення оборони і безпеки країни.
Одним з реальних напрямів досягнення цих цілей може стати прискорений розвиток нанотехнологій на основі накопиченого науково-технічного доробку у цій галузі та впровадження їх у технологічний комплекс Росії.
Розвиток напрямків науки, техніки і технологій, пов'язаних із створенням, дослідженнями та використанням об'єктів з нанорозмірними елементами, вже в найближчі роки призведе до кардинальних змін у багатьох сферах людської діяльності.
В Росії роботи по розробці нанотехнологій розпочато ще 50 років тому, але слабо фінансуються і ведуться тільки в рамках галузевих програм. До теперішнього часу назріла необхідність формування програми загальнофедеральних масштабу з урахуванням визнання важливої ролі нанотехнологій на найвищому державному рівні.
Нанотехнології можуть стати потужним інструментом інтеграції технологічного комплексу Росії в міжнародний ринок високих технологій, надійного забезпечення конкурентоспроможності вітчизняної продукції.
Розробка і успішне освоєння нових технологічних можливостей потребують координації діяльності на державному рівні всіх учасників нанотехнологічних проектів, їх всебічного забезпечення (правового, ресурсного, фінансово-економічного, кадрового), активної державної підтримки вітчизняної продукції на внутрішньому та зовнішньому ринках.