НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ:
ОБМЕН ИДЕЯМИ
11-12 октября в Сибирском университете потребительской кооперации (г. Новосибирск) состоялась научно-практическая конференция «Нанотехнологии и наноматериалы для биологии и медицины».
В. Бартель «НВС»
В программе было заявлено 75 докладов, в подготовке которых участвовали 212 авторов из России и зарубежных стран: США, Чили, Мексики, Аргентины, Испании, Венесуэлы, Кубы, Индии, Белоруссии и Украины. Исследователи представляли 60 организаций и учреждений: высшие учебные заведения (МГУ им. М.В. Ломоносова, Новосибирский, Мексиканский, Техасский, Томский, Кемеровский университеты, а также политехнические и медицинские вузы), институты Российской академии наук (Химической физики им. Н.Н. Семёнова и Энергетических проблем химической физики), Сибирского отделения РАН (Химии твердого тела и механохимии, Химической кинетики и горения, Неорганической химии
им. А.В. Николаева, Катализа им. Г.К. Борескова, Теплофизики им. С.С. Кутателадзе, Физики прочности и материаловедения, Ядерной физики им. Г.И. Будкера, Цитологии и генетики, Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского, а также Научно-образовательный центр «Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии» при НГУ), СО РАМН (Институт клинической и экспериментальной лимфологии и Научный центр клинической и экспериментальной медицины). Лечебные учреждения были представлены Центральной клинической больницей СО РАН, Новосибирской областной клинической больницей и др.
Основные темы конференции — нанотехнологии и наноматериалы на основе серебра, висмута и других металлов и их соединений, свойства и методы исследования наночастиц металлов для биологии, медицины, ветеринарии, лечебной косметологии. Главная цель конференции — стать форумом для обмена информацией и идеями специалистов различных дисциплин. Все сообщения были сгруппированы в разделы: «Синтез, свойства и методы исследования наночастиц», «Биологическая активность наночастиц», «Наночастицы в медицине», «От науки к инновациям и производству».
 |
| Профессор Ю.И. Михайлов на открытии конференции.
|
В открывшем конференцию докладе председателя оргкомитета проф Ю. И. Михайлова «Наноразмерное состояние вещества» было отмечено, что при уменьшении размеров от 100 до 10 нанометров наблюдаются относительно слабые, а в диапазоне от 10 до1 нанометров — кардинальные изменения фундаментальных физических и химических свойств веществ, в частности, металлов. Изменяются параметры кристаллической решетки, температуры плавления, электронная структура, каталитические и многие другие свойства. Известно, что атомы на поверхности веществ вследствие асимметричного межатомного взаимодействия отличаются по свойствам от атомов внутри. Но если учесть, что действие поверхностных сил проникает на 5-6 атомных плоскостей вглубь кристалла, в частицах размером 1-10 нанометров действию этих сил подвергается практически весь объём, и, соответственно, все атомы могут рассматриваться как поверхностные. Это и объясняет кардинальные изменения свойств веществ. Автор привёл примеры получения наночастиц металлов с помощью топохимических реакций и их необычных свойств.
Большое впечатление на участников конференции произвёл доклад по проблемам влияния наночастиц на здоровье человека (М.Дж. Якаман, США). Прямыми экспериментами in vitro показано ингибирование опаснейшего для человека вируса иммунодефицита человека (ВИЧ) наночастицами серебра исключительно в диапазоне размеров 1-10 нм, что удивительно точно совпало с выводами физиков и химиков о кардинальных изменениях фундаментальных свойств вещества именно в этом диапазоне размеров. Установление этого соответствия — яркое и продуктивное достижение конференции.
Были с интересом заслушаны коллективные доклады учёных из стран дальнего зарубежья об освоении препаратов, созданных в России, применении серебросодержащих цеолитов для очистки питьевой воды, прогрессе в разработке наносеребряных препаратов, развитии инновационных проектов в университетах Латинской Америки (Н.Е. Богданчикова, Дж. Вентура, А. Н. Пестряков, И. В. Тузовская).
В названии конференции не случайно стоят слова «…для биологии и медицины» — в наибольшей мере были представлены результаты исследований химиков и физиков, но в содружестве с биологами и медиками.
Серия докладов была посвящена синтезу, свойствам и методам исследования наночастиц, прежде всего металлов. В большинстве случаев лечебные средства, содержащие чистые металлы, менее токсичны, чем их органические и неорганические соли, поэтому разработка методов получения новых фармацевтических препаратов с использованием наночастиц металлов представляется актуальной задачей. Наночастицы и слоистые структуры из серебра и висмута могут быть получены при термическом разложении монокарбоксилатов металлов с изменяющейся длиной метиленовой цепи, в том числе при разложении в высококипящем органическом растворителе (Б.Б. Бохонов). Предложен новый способ получения стабилизированных наночастиц серебра с использованием в качестве восстановителя и стабилизатора продуктов гидролиза клеточной стенки микроорганизмов (А.Л. Бычков и др.).
Были продемонстрированы новые возможности использования мицеллярной структуры поверхностно-активных веществ (ПАВ) в качестве реакторов для синтеза наночастиц металлов заданного размера и формы, в том числе серебра, золота, других металлов и их соединений, широко применяемых в медицине и биохимических исследованиях (А.И. Булавченко и др.), при этом разработан метод кинетического контроля размера наночастиц непосредственно в ходе их синтеза (В.В. Татарчук и др.). Предложено формирование металлополимерных композитов при совместном диспергировании биометалла цинка с природными и синтетическими полимерами. Способ перспективен при создании новых водорастворимых Zn-содержащих фармацевтических препаратов (И.А. Ворсина и др.).
К числу биометаллов, представляющих интерес для медицинской практики, относятся также железо и кобальт. Синтез наноразмерных порошков взаимной системы железо-кобальт успешно осуществлён (А.Н. Попова и др.), в том числе в пористой матрице (Т.Г. Алифиренко и др.). Серия представленных докладов была посвящена синтезу нанопорошков висмута и ультрадисперсных порошков его соединений: оксалата, цитрата, основного салицилата, которые уже давно зарекомендовали себя в качестве эффективных лекарственных средств (Ю.М. Юхин и др.).
Нанокомпозитные материалы, содержащие наночастицы металлов в полимерной матрице, обладают уникальными свойствами, о чём свидетельствует успешный синтез нанокомпозитов серебра и биосовместимых полимеров, в частности, арабиногалактана (Б.Г. Сухов и др.). Совместное использование полимеров и неорганических оксидов в сочетании с механической активацией создаёт новые возможности в повышении скорости растворения и растворимости труднорастворимых лекарственных веществ
(Т.П. Шахтшнейдер и др.).
В последние годы в различных областях медицинской практики высоко зарекомендовали себя наноалмазы детонационного синтеза, являющиеся сверхактивными сорбентами, способными резко усиливать действие лекарственных препаратов (Н.К. Ерёменко и др.). Объектами новейших нано- и биотехнологий являются оксидные материалы с мезопористой (диаметр пор от 2 до 50 нм) структурой, которые успешно можно синтезировать золь-гель методом (Т.М. Зима и др.). Слоистые двойные гидроксиды могут выступать в качестве высокодисперсных ферромагнитых носителей лекарственных препаратов. Структура таких соединений позволяет внедрять в межслоевое пространство молекулы лекарственных препаратов, что существенно уменьшает количество препарата, вводимого в организм (В.П. Исупов и др.).
Предметом обсуждения в ряде докладов была биологическая активность наночастиц. Представлен биологический эффект при ингаляции наночастиц лекарственных средств с низкой растворимостью в воде
(А.А. Онищук и др.), исследованы биоцидные и консервирующие свойства нанодисперсий серебра и меди и препаратов на их основе (К.К. Кошелев и др.), биологическая активность нанопорошков металлов, полученных с помощью электрического взрыва проводников (А.П. Ильин и др.), бактерицидная активность серебросодержащих цеолитов при очистке питьевой воды (Дж. Вентура и др.), растворимость и антимикробная активность наночастиц серебра на поверхности цеолита
(О.А. Полунина и др.), способы введения наночастиц золота в биологическую ткань (В.Е. Родимин и др.), биологические свойства и методы стандартизации наночастиц меди (О.А. Богословская и др.), материаловедческая аттестация наночастиц металлов (И.П. Арсентьева и др.). Исследование взаимодействия наночастиц металлов с биомолекулами, в частности с ферментами
(А.Г. Першина и др.), иммуноактивные свойства арговита в опытах in vitro (А.П. Колесников и др.), применение кобальтсодержащих золей как маркеров иммуноанализа (А.Г. Полтавченко) дополнили картину биологической активности наночастиц.
При рассмотрении эволюции серебра от ионов к наночастицам и обсуждении действия различных препаратов Ag на вирусы, бактерии и клетки, установлено, что биоцидный эффект наночастиц серебра существенно превосходит действие ионов Ag+ в этих же концентрациях (Г.М. Барыкинский). Все это заставляет обратить достойное внимание на оценку активности металлических наночастиц при их попадании в организм. В связи с этим предложен метод определения активности наночастиц меди в синтетической биологической среде (А.Ю. Годымчук). Для исследования структуры адсорбционных слоёв и доступной поверхности белков предложено использовать атомарный тритий в качестве нанозонда
(А.П. Чуличков и др.).
Применению наночастиц в медицине были посвящены доклады специалистов из различных областей. Сообщалось о ранозаживляющем действии наночастиц железа, цинка и меди, полученных методом высокотемпературной конденсации (Н.Н. Глущенко и др.), новых наносорбентах для медицины
(В.И. Коненков и др.), о создании объёмного наноструктурного титана и биокомпозитов на его основе для медицинского применения (Ю.П. Шаркеев и др.).
Но основное внимание было уделено разработке и применению нанопрепаратов серебра. Приводились сведения о разработке серии новых препаратов на основе кластерного серебра (В.А. Бурмистров и др.), спектроскопическому изучению состояния серебра в препаратах различного состава
(Г.В. Одегова и др.). В сообщениях врачей приводились примеры успешного применения нанопрепаратов серебра при лечении больных с остеомиелитами и гнойными ранами (А.А. Ангельский и др.), в комплексном лечении бактериального вагиноза (Г.В. Башур и др.), ожоговых ран
(В.С. Беспалов и др.), лор-заболеваний у детей (Н.А. Воронцова и др.), хронических воспалений органов малого таза (Т.В. Овсянникова и др.) и пр.
Состоянию серебряной химиотерапии были посвящены доклады о влиянии серебряной воды на здоровье человека (В.В. Рублев), об опыте длительного (свыше 15 лет) использования препаратов серебра в хирургии и травматологии (А.М. Гнетнев и др.), применении препаратов серебра в ветеринарии (В.А. Бурмистров). Наибольшее применение серебряная химиотерапия получила в г. Новосибирске во многом благодаря подвижничеству таких специалистов, как П. П. Родионов, В. А. Бурмистров, а обеспечивал продвижение препаратов серебра в медицинскую практику главный хирург области Е. М. Благитко. Он и сделал в своем обзорном докладе заключение о целесообразности введения нанопрепаратов серебра как антибактериальных и противовирусных средств в медицинскую практику Российской Федерации.
Любая технология окажется бесполезной, если не сможет найти путь к производству. Некоторые участники конференции уже освоили способы внедрения нанотехнологий. НПЦ «Вектор — Вита»
(В.А. Бурмистров) производит лекарственные и лечебно-профилактические материалы на основе кластерного серебра, которые применяются в медицине и ветеринарии. Они обладают широким спектром активности: оказывают антибактериальное, противовирусное, противогрибковое, противовоспалительное действие и стимулируют процессы заживления.
Среди представленных на конференции разработок, привлекательных или уже освоенных промышленностью, можно назвать производство суперконцентратов нанодисперсий металлического серебра, меди и золота (К.К. Кошелев и др.), производство арабиногалактана как субстанции для получения нанокомпозитов (В.А. Бабкин и др.), промышленное освоение препаратов висмута высокой чистоты и реакционной способности
(Т.В. Даминова и др.). В качестве альтернативы известным химическим способам получения металлических наноматериалов предлагается эрозионно-взрывной метод диспергирования металлов (Д.В. Поляков и др., А. П. Ильин и др.). Предложена новая технология синтеза инкапсулированных в углеродную оболочку наночастиц платины, палладия, никеля и серебра путем использования анодного распыления композитного металл-графитового электрода в электродуговом реакторе низкого давления (С.А. Новопашин и др.). Следует внимательно изучить возможности медицинского применения этих и других представленных на конференции новых нанотехнологий.
Почему конференция проводилась в Сибирском университете потребительской кооперации? На кафедре естественных наук этого вуза (заведующий — д.х.н., профессор, в.н.с. ИХТТМ СО РАН Ю. И. Михайлов) преподавателями являются ведущие сотрудники различных институтов СО РАН. Кафедра стала связующим звеном между институтами СО РАН и медицинскими научными и лечебными учреждениями г. Новосибирска. Это уже третья за последние семь лет конференция, организованная кафедрой в содружестве с университетами, институтами и учреждениями различного профиля. Подобный союз доказал свою эффективность. Именно на стыке различных направлений рождаются новые идеи и реальные разработки, перспективные для рыночного воплощения.
 |
| Академик В.В. Болдырев на закрытой конференции.
|
Подводя итоги конференции, академик В. В. Болдырев обратил внимание на то, что прозвучавшие на ней доклады касались не столько различных проблем техники, сколько наук о жизни. Организаторы конференции, по его мнению, сумели привлечь внимание к тому, что заниматься нанотехнологиями нужно именно в медицинском аспекте, как это делают, например, в США, где 60 % нанотехнологических центров занимаются медициной, а 40 % — техническими приложениями. Кроме того, Владимир Вячеславович считает, что необходимо задуматься о возможной токсичности попавших в организм наночастиц и предотвращении их негативного воздействия.
P. S. Кафедра естественных наук CибУПК длительное время вела интенсивную переписку (через советника посольства России) с Южно-Африканской Республикой, где свирепствует ВИЧ-инфекция. В качестве дополнительного средства терапии в борьбе с опаснейшим вирусом предлагались препараты серебра. Прямых данных об ингибировании вируса серебром не было. ЮАР запросила результаты клинических испытаний, на которые в России не нашлось средств, и на этом контакты были прерваны. А теперь появились прямые данные об эффективности наночастиц серебра, но они получены в США. Тем более необходимым становится международное сотрудничество в этой области. Но без государственной финансовой поддержки развитие медицинских нанотехнологий, представленных на конференции, вряд ли осуществимо.
Фото автора
стр. 5
|
