Нанохімія та нанотехнології в медицині. Токсичність нанооб'єктів

Поширеність наносистем
Близько 30 розвинутих країн
1300 різновидів продукції
Більше 40 нових сфер застосування
Angew. Chem., Int. Ed., 2014, 53, 2
Нанотоксичність
Генотоксичність

Наномедицина
Конструкційні наноматеріали
Активні біоматеріали
Адресна доставка ліків
Діагностика та наноінструменти
4
1
2
3
Розмір наносистем дозволяє їм безперешкодно переміщатися всередині живих організмів крізь найтонші капіляри, проникати всередину клітин шляхом ендоцитозу;
Можливість створювати композити типу “наночасточка/біологічно активна оболонка”.

Шляхи потрапляння
Орально
Контактно
Інгаляційно
Внутрішньовенно

Фунціоналізовані наносистеми для фототерапії ракових захворювань
Нанотермічна терапія
Фотодинамічна терапія
Вимоги до наносистем:
Висока здатність до поглинання ІЧ випромінювання
Низька власна токсичність
Висока селективність щодо ракових клітин
Наночасточки золота,
вуглецеві наносистеми,
Квантові точки

Нанотермічна терапія

Цитотоксичність НЧ Au
Мг/кг
нм
Похідні трифенілфосфіну як стабілізатори
Тіоспирти в ліпосомах як стабілізатори

Біосумісність наночасточок
Nano Lett., 2007, 7 (8), pp 2422–2427
Заміна молекул ПАР на біфункціонгальні молекули
Оточення НЧ додатковим шаром ПАР
Включення НЧ всередину ліпідної міцели

Наногіпертермія в онкології
Методи лікування онкохворого
Променева терапія
Хірургія
Гіпертермія
Хіміотерепія
Проблеми гіпертермії:
Негомогенний нагрів;
Складність нагріву глибоко розміщених тканин.
Складність вимірювання температури.

Гіпертермія наночасточками
Саморегуляція нагріву середовища феромагнітними часточками

Інкапсуляція лікарських засобів
Переваги інкапсуляції:
Адресна доставка.
Пролонгована дія.
Стабілізація.
Зниження імуногенності.
Нанотранспортні системи доставки

Адресна доставка нуклеїнових кислот

Використання фулерену
Лікарський
засіб
С60
Антиоксидант
Вектор для доставки лікарських засобів;
Антибактеріальний агент;
біосенсор;
Інгібітор білків.
Контрастуючий агент для МРТ

Токсичнічть фулерена

Наномедицина?
НАНОМЕДИЦИНА базується на складних нанорозмірних системах, що складаються щонайменше з двох компонентів, для виконання спеціальних функцій, що стосуються діагностики, лікування та профілактики захворювань

Нанобезпека
Нано-токсичність
Основа
2.
Каталізатори
цитотоксичності
1.
Власна токсичність
3.
Розмірний
ефект

Уроки історії: азбест
1896
1955
1989
1998

Шляхи накопичення
Накопичення нерозчинних наночасточок Ir192 в печінці пацюків
Вплив розміру наночасточок TiO2 на інтенсивність запального процесу

Накопичення та діагностика

Дякую за увагу!
Висновки:
Розмір наносистем дозволяє їм безперешкодно переміщатися всередині живих організмів, що може використовуватися для:
Створення векторів для доставки ліків;
Діагностики захворювань;
Конструкційних та біоматеріалів
А також спричиняє явище нанотоксичності.
Під час підготовки лекції жодної миші не постраждало!