МЕДИЦИНСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ: ДОСТАВКА ЛЕКАРСТВ И ДИАГНОСТИКА ЗАБОЛЕВАНИЙ

Нанотехнология, хотя и не является новой концепцией, в последние годы получила значительный импульс. Приставка “нано” означает одну миллиардную. В метрической шкале линейных измерений нанометр составляет одну миллиардную метра. Прежде всего в стандарте материаловедения термин “нанотехнология” в настоящее время широко используется для обозначения изготовления новых материалов с наноразмерными размерами от 1 до 100 нм. Однако с его развитием сфера применения этого определения также расширилась. Наночастицы разных размеров имеют разное биомедицинское назначение. В физике и электротехнике нанотехнологии связаны с квантовым поведением и поведением электронов и фотонов в наноразмерных структурах. Недавно Уайтсайд проанализировал и интерпретировал взаимосвязь между нанотехнологиями, химией и биологией.

Наночастицы как системы доставки лекарственных средств (СДСС)

ДДСскан улучшает несколько критических свойств “свободных” лекарств, как растворимость, внутри-стабильность виво, фармакокинетика, и биодистрибуция, увеличивая их эффективность. В этом аспекте наночастицы могут быть использованы в качестве потенциального DDS благодаря их выгодным характеристикам, как упоминалось ранее. . Катионная поверхность наночастиц облегчала проникновение через клеточную мембрану, а высвобождение полезной нагрузки запускалось внутриклеточным глутатионом (GSH), полагаясь на примерно в 1000 раз более высокую внутриклеточную концентрацию GSH по отношению к внеклеточной среде. Высвобождение красителя было установлено методом флуорогенеза при высвобождении красителя из закалочной наночастицы. Контролируемое высвобождение флуорофора наблюдалось в клетках эмбриональных фибробластов мыши (МЭФ), содержащих са. Уровень GSH на 50% ниже, чем уровень Hep G2; через инкубацию моноэтиловый эфир GSH (GSH-OEt) перерабатывается в GSH эстеразами, временно увеличивая внутриклеточную концентрацию GSH. Лин и др. они показали, что тиолы, такие как дигидролипоевая кислота (DHLA) и дитиотрейтол (DTT), также могут действовать как стимулы для удаления колпачков пор в мезопористых наночастицах кремнезема и, следовательно, высвобождать захваченные молекулы внутри пор. Поры были покрыты съемным сульфидом кадмия (CdS) или оксидом железа (Fe3O4) наночастицы через дисульфидные линкеры, которые расщепляются в восстановительной среде. Высвобождение инкапсулированного изотиоцианата флуоресцеина (FITC) из покрытого магнитными наночастицами MCM-41 наблюдалось в раковых клетках благодаря присутствию значительного количества внутриклеточного DHLA.

рН-чувствительность nanomateials представить альтернативный механизм для освобождения, полагаясь на кислых условиях внутри опухоли и воспаленные ткани (рН 6.8) и клеточных отсеках, в том числе эндосомах (рН 5,5–6) и лизосом (рН 4.5–5.0). достижению этой цели, магнитных наночастиц (Fе3О4) были ковалентно функционализированных докс, противоопухолевого препарата на основе кислотно-лабильный линкер гидразона. Затем носитель был инкапсулирован термочувствительным полимером для терморегулируемого высвобождения препарата. Гибридная система эффективно высвобождала ДОКС в слабокислом буферном растворе с рН 5,3. Schoenfisch et al. также было показано, что оксид азота (NO) может эффективно высвобождаться при кислотном рН из наночастиц золота. Кроме поверхностной химии наночастиц, уникальные физические свойства наночастиц были использованы в конструкции DDS. Ford et al. разработали водорастворимый наноконтейнер для хранения NO на основе электростатической сборки квантовых точек с покрытием DHLA и катионных комплексов динитро, который использует передачу энергии из ядра для высвобождения NO. В другом подходе легирование наночастиц Ag/Au служит антенной для поглощения энергии лазерного луча “биологически чистой” ближней инфракрасной области (NIR), вызывая локальный нагрев и разрушение микрокапсул. Совсем недавно Бхатия и др. разработаны многофункциональные суперпарамагнитные наночастицы для дистанционного высвобождения связанных лекарственных веществ. Частицы преобразуют внешнюю электромагнитную силу (ЭДС) при 350-400 кГц в локальный нагрев для разрыва водородных связей между цепями ДНК.

Вывод

Наночастицы представляют собой весьма привлекательную платформу для широкого спектра биологических применений. Поверхностные и основные свойства этих систем могут быть разработаны для индивидуальных и мультимодальных применений, включая биомолекулярное распознавание, терапевтическую доставку, биосенсинг и биоимиджинг.  Однако полная реализация их потенциала требует решения ряда открытых вопросов, включая острые и долгосрочные последствия наноматериалов для здоровья, а также масштабируемые, воспроизводимые методы производства и надежные метрики для характеристики этих материалов.

Список литературы:

1. Воротынцев, В. М. Наночастицы в двухфазных системах / В.М. Воротынцев. - М.: Известия, 2010. - 320 c.