Наноинженерия в фармацевтической промышленности

На сегодняшний день фармацевтическая промышленность, как и любая другая сфера производства, старается использовать передовые научные разработки. На всех этапах производства (от экспериментальных разработок до массового выпуска) внедряются новые методы и технологии. Особенное внимание ученых - фармацевтов приковано к нанотехнологиям.

Работа с малоразмерными частицами открывает широкий спектр возможностей. Ученые могут изменять некоторые качества вещества, создавать лекарственные препараты с заданными свойствами.

Идеи применения нанотехнологий в фармации и медицине были упомянуты еще в 1959 году Ричардом Фейнманом в его лекции «Там внизу есть много места». Он говорил о том, что существует «поразительно сложный мир малых форм, а когда-нибудь (например, в 2000 году) люди будут удивляться тому, что до 1960 году никто не относился серьезно к исследованиям этого мира». В своей лекции он говорил о химических манипуляциях на атомарном уровне и предположил создание «химической машины», которую будет глотать пациент, и которая сможет целенаправленно лечить пораженные участки организма.

Современная фармацевтическая наука, хоть и не придумала такую универсальную машину, но достигла немалых успехов в использовании наноразмерных частиц для создания лекарств и их анализа. На основе существующих фармакологических веществ было создано много новых препаратов с другими свойствами. Это стало возможным, благодаря тому, что в наномире можно изменять не только химические свойства веществ, но размер и форму объектов, которые могут влиять на оптические, магнитные, электрические свойства и даже на цвет нанообъекта.

 

Нанотехнологии в фармацевтике развиваются по следующим направлениям:

• Нанодиагностикумы на основе молекулярных детекторов и биосенсоров и флюоресцентных наночастиц;

 • нанопоровые сиквенаторы индивидуальных геномов;

 • наночастицы как контейнеры для доставки лекарств и вакцин;

 • наночастицы как лекарства;

 • синтетические геномы в качестве саморазмножающихся систем;

• нанобиоинженерия – репарация органов и тканей наноматериалами;

 • нанороботы для медицины – устройства, разыскивающие очаги поражения тканей и устраняющие их, и наноустройства, имитирующие функции различных клеток (например, эритроцитов).

 

Наночастицы как лекарства.

За последние годы опубликовано множество исследований о применении наночастиц в лекарственных препаратах против вирусных заболеваний, менингита, раковых заболеваний и прочих. Получены данные о возможности использования наночастиц для производства вакцин. Во многих работах демонстрируется эффективность применения фуллеренов при лечении гриппа, бактериальных инфекций, туберкулеза и онкологических заболеваний. Разнообразие технологий производства фуллеренов позволяет расширить спектр использования наноэлементов в фармацевтике. Фуллерен – молекулярное соединение, представляющее собой выпуклые замкнутые многогранники, составленные из четного числа трехкоординированных атомов углерода. Структура модифицированных фуллеренов представлена на рисунке 1.

 

 

 

              

 

Рис.1 Структура модифицированных фуллеренов

 

Также, считается, что фуллерены являются одними из самых эффективных антиоксидантов. Наночастицы отлично справляются со свободными радикалами. Существует гипотеза, что лекарственные или косметические препараты на основе фуллеренов смогут замедлить интенсивность старения организма. В 2012 году была опубликована работа Тарека Баати, в которой были описаны результаты эксперимента с крысами: крысы, которых кормили суспензией фуллеренов в оливковом масле, жили вдвое дольше обычных, и, к тому же, демонстрировали повышенную устойчивость к действию токсических факторов (таких как четыреххлористый углерод).

Другим примером использования наночастиц в лекарственных препаратах является лекарство «Фосфоглив», разработанное под руководством А.И. Арчакова. Наносистема лекарственного средства «Фосфоглив» представляет собой частицы диаметром не более 50 нм и содержит соевый фосфатидилхолин и глицирризиновую кислоту. При клиническом применении препарата отмечается его ингибирующее действие на репликативную активность вирусов гепатита В и С, а также положительное влияние на иммунный интерфероновый статус.

Лекарства в виде наночастиц обладают целым рядом преимуществ: высокой скоростью растворения, повышенной биодоступностью, быстрым терапевтическим эффектом, снижаются риски развития побочного действия.