Наномедицина: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
перевод статьи Nanomedicine из англоязычной Википедии
Строка 1: Строка 1:
'''Наномедицина''' — это медицинское применение нанотехнологии.<ref name=Nanomed1>[http://www.nanomedicine.com/NMI.htm Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities], by [[:en:Robert Freitas|Robert A. Freitas Jr]]. 1999, ISBN 157059645X </ref>. Наномедицина простирается от медицинского применения наноматериалов до наноэлектронных биосенсоров и даже возможного будущего применения молекулярной нанотехнологии. К текущим проблемам наномедицины относятся токсичность и влияние на окружающую среду наноразмерных материалов. Один нанометр - это одна миллионная миллиметра.
{{rq|wikify|img|sources}}
Наномедицинские исследования финансируются Американским Национальным Институтом Здоровья. Известно, что в 2005-м году выделялись деньги на пятилетний план по основанию четырёх наномедицинских центров. В апреле 2006, по оценке журнала [[:en:Nature Materials|Nature Materials]] было создано порядка 130 лекарств и средств доставки лекарств на основе нанотехнологий.<ref name="Editorial. 2006 243">{{cite journal |author=Editorial. |title=[http://www.nature.com/nmat/journal/v5/n4/full/nmat1625.html Nanomedicine: A matter of rhetoric?] |journal= Nat Materials. |volume=5|issue=4|pages=243|year=2006 |doi=10.1038/nmat1625}}</ref>
'''Наномедицина''' — слежение, исправление, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне, используя наноустройства и наноструктуры<ref name=Nanomed1>[http://www.nanomedicine.com/NMI.htm Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities], by [[:en:Robert Freitas|Robert A. Freitas Jr]]. 1999, ISBN 157059645X </ref>.
В апреле 2006, по оценке журнала [[:en:Nature Materials|Nature Materials]] было создано порядка 130 лекарств и средств доставки лекарств на основе нанотехнологий.<ref name="Editorial. 2006 243">{{cite journal |author=Editorial. |title=[http://www.nature.com/nmat/journal/v5/n4/full/nmat1625.html Nanomedicine: A matter of rhetoric?] |journal= Nat Materials. |volume=5|issue=4|pages=243|year=2006 |doi=10.1038/nmat1625}}</ref>


== Становление наномедицины ==
==Становление наномедицины==


Новое междисциплинарное направление медицинской науки в настоящее время находится в стадии становления. Её методы только выходят из лабораторий, а большая их часть пока существует только в виде проектов. Однако большинство экспертов полагает, что именно эти методы станут основополагающими в XXI веке. Так, например, [[Национальные институты здравоохранения США|Национальные институты здравоохранения]] включили наномедицину в пятёрку самых приоритетных областей развития медицины в XXI веке, а Национальный институт рака США собирается применять достижения наномедицины при лечении рака. Ряд зарубежных научных центров уже продемонстрировали опытные образцы в областях диагностики, лечения, протезирования и имплантирования.
Новое междисциплинарное направление медицинской науки в настоящее время находится в стадии становления. Её методы только выходят из лабораторий, а большая их часть пока существует только в виде проектов. Однако большинство экспертов полагает, что именно эти методы станут основополагающими в XXI веке. Так, например, [[Национальные институты здравоохранения США|Национальные институты здравоохранения США]] включили наномедицину в пятёрку самых приоритетных областей развития медицины в XXI веке, а Национальный институт рака США собирается применять достижения наномедицины при лечении рака. Ряд зарубежных научных центров уже продемонстрировали опытные образцы в областях диагностики, лечения, протезирования и имплантирования.


Наномедицина стремится предоставить значительный набор исследовательских инструментов и клинически полезных устройств в ближайшем будущем.<ref>{{cite journal |author=Wagner V, Dullaart A, Bock AK, Zweck A. |title=The emerging nanomedicine landscape |journal= Nat Biotechnol. |volume=24|issue=10|pages=1211–1217|year=2006 |doi=10.1038/nbt1006-1211 |pmid=17033654 |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pubmed&uid=17033654&cmd=showdetailview}}</ref><ref>{{cite journal |author=Freitas RA Jr. |title=What is Nanomedicine?|journal= Nanomedicine: Nanotech. Biol. Med. |volume=1|issue=1|pages=2–9|year=2005 |url=http://www.nanomedicine.com/Papers/WhatIsNMMar05.pdf |doi=10.1016/j.nano.2004.11.003 |pmid=17292052}}</ref> [[:en:National Nanotechnology Initiative|Национальная Нанотехнологическая Инициатива]] ожидает новые коммерческие применения в фармацевтической индустрии, которые могут включать продвинутые системы доставки лекарств, новые формы терапии и получение изображений ''in vivo''.<ref>[http://www.amazon.com/dp/2884490809 Nanotechnology in Medicine and the Biosciences], by Coombs RRH, Robinson DW. 1996, ISBN 2-88449-080-9</ref> Нейроэлектронные интерфейсы и другие наноэлектронные сенсоры - это другая активная цель для исследований.
Классик в области нанотехнологических разработок и предсказаний [[Дрекслер, Эрик|Эрик Дрекслер]] в своих фундаментальных работах описал основные методы лечения и диагностики на основе нанотехнологий. Ключевой проблемой достижения этих результатов является<ref>[[:en:Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology|Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology|]], by K.Eric Drexler. 1986, ISBN 0385199732</ref> создание специальных медицинских [[Наноробот|нанороботов]] — наномашин для ремонта клеток. Медицинские нанороботы должны уметь диагностировать болезни, циркулируя в кровеносных и лимфатических системах человека и перемещаясь во внутренних органах, доставлять лекарства к пораженной области и даже делать хирургические операции. {{нет АИ 2|Предполагается, что медицинские нанороботы предоставят возможность оживления людей, замороженных методами [[крионика|крионики]].|28|07|2013}}<!-- МАРГ!-->

Классик в области нанотехнологических разработок и предсказаний [[Дрекслер, Эрик|Эрик Дрекслер]] в своих фундаментальных работах описал основные методы лечения и диагностики на основе нанотехнологий. Ключевой проблемой достижения этих результатов является создание специальных медицинских [[Наноробот|нанороботов]] — наномашин для ремонта клеток. Медицинские нанороботы должны уметь диагностировать болезни, циркулируя в кровеносных и лимфатических системах человека и перемещаясь во внутренних органах, доставлять лекарства к пораженной области и даже делать хирургические операции. Дрекслер также предположил, что медицинские нанороботы предоставят возможность оживления людей, замороженных методами [[крионика|крионики]].<ref name=Drexler>[[:en:Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology|Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology|]], by K.Eric Drexler. 1986, ISBN 0385199732</ref>


Достижения наномедицины станут широко доступны по разным оценкам только через 40—50 лет. Однако целый ряд последних открытий, разработок и инвестиций в наноотрасли привёл к тому, что всё больше аналитиков сдвигают эту дату на 10—15 лет в сторону уменьшения.
Достижения наномедицины станут широко доступны по разным оценкам только через 40—50 лет. Однако целый ряд последних открытий, разработок и инвестиций в наноотрасли привёл к тому, что всё больше аналитиков сдвигают эту дату на 10—15 лет в сторону уменьшения.


Уже сейчас наномедицина — крупная отрасль, в которой продажи достигли 6,8 миллиардов долларов (2004 год). В этой отрасли работают более чем 200 компаний, в которые инвестируется не менее 3,8 миллиардов долларов ежегодно.<ref>[http://www.amazon.com/dp/0131014005 Nanotechnology: A Gentle Introduction to the Next Big Idea], by MA Ratner, D Ratner. 2002, ISBN 0131014005</ref>
Уже сейчас наномедицина — крупная отрасль, в которой продажи достигли 6,8 миллиардов долларов (2004 год). В этой отрасли работают более чем 200 компаний, в которые инвестируется не менее 3,8 миллиардов долларов ежегодно.<ref>[http://www.amazon.com/dp/0131014005 Nanotechnology: A Gentle Introduction to the Next Big Idea], by MA Ratner, D Ratner. 2002, ISBN 0131014005</ref>

==Медицинское использование наноматериалов==

Две формы наномедицины уже протестированы на мышах и ожидают испытаний на людях. Это использование золотых нанокапсул, которые помогают диагностировать и лечить рак, и использование [[липосома|липосом]] как вспомогательного средства для [[вакцина|вакцин]] в качестве транспорта для лекарств.<ref>Nanospectra Biosciences, Inc. – Publications (http://www.nanospectra.com/clinicians/spublications.html)</ref><ref>Mozafari, M.R. (ed), (2006) Nanocarrier Technologies: Frontiers of Nanotherapy (Chapters 1 and 2) pages 10–11, 25–34</ref> Аналогично, избавление от токсичности лекарств - это другое применение наномедицины, которое показало многообещающие результаты на крысах.<ref>{{cite journal |author=Bertrand N, Bouvet C, Moreau P and Leroux JC. |title=Transmembrane pH-Gradient Liposomes To Treat Cardiovascular Drug Intoxication |journal= ACS Nano |volume=4|issue=12|pages=7552–7558|year=2010 |doi=10.1021/nn101924a |url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn101924a}}</ref> Польза от использования наноразмеров в медицинских технологиях состоит в том, что меньшие устройства менее инвазивны, и их можно имплантировать внутрь тела, кроме того значительно меньше времени занимают биохимические реакции. Эти устройства быстрее и чувствительнее, чем типичные средства доставки лекарств.<ref>{{cite doi|10.1016/j.crhy.2011.06.001 }}</ref> Продвижения в липидной нанотехнологии также используются в инженерии медицинских наноустройств и новых систем доставки лекарств, и в разработке медицинских сенсоров. <ref>{{cite journal | author = Mashaghi S., Jadidi T., Koenderink G., Mashaghi A. | year = 2013| title = Lipid Nanotechnology | url = http://www.mdpi.com/1422-0067/14/2/4242 | journal = Int. J. Mol. Sci. | volume = 2013 | issue = 14| pages = 4242–4282 | doi = 10.3390/ijms14024242 }}</ref>.

===Доставка лекарств===

Нанотехнология обеспечила возможность доставки лекарств к определённым клеткам с помощью наночастиц. Общий объём потребления лекарства и побочные эффекты могут быть значительно снижены с помощью размещения активного агента только в больном регионе, и в дозе не большей, чем требуется. Этот выборочный метод может снизить стоимость лечения и страдания людей. В качестве примера можно привести [[дендример|дендримеры]] и нанопористые материалы. Другой пример - это использование ко-полимеров, которые формируют [[мицеллы]] для инкапсуляции лекарств.<ref name="youtube.com">University of Waterloo, Nanotechnology in Targeted Cancer Therapy, http://www.youtube.com/watch?v=RBjWwlnq3cA 15 January 2010</ref> Они могут хранить маленькие молекулы лекарств и транспортировать их к желаемому месту. Другое видение проблемы базируется на маленьких электромеханических системах; [[:en:nanoelectromechanical system|наноэлектромеханические системы]] исследуются для активного высвобождения лекарств. Потенциально важные применения включают лечение рака с помощью наночастиц железа или золотых капсул. Целенаправленная или персонализированная медицина предназначена для уменьшения потребления лекарств и стоимости лечения, что в результате даёт общественную пользу, снижая затраты на здравоохранение.

Наномедицинские подходы к [[Доставка лекарственных средств|доставке лекарств]] основываются на разработке [[наночастица|наночастиц]] или молекул, улучшающих [[биодоступность]] лекарств. Биодоступность означает наличие молекул лекарства там, где они нужны внутри тела и там, где они действуют лучше всего. Доставка лекарств фокусируется на максимизации биодоступности в специфических местах тела, а также в течение определённого периода времени. Это потенциально может быть достигнуто молекулярным нацеливанием наноинженерными устройствами.<ref>{{cite journal |author=LaVan DA, McGuire T, Langer R. |title=Small-scale systems for in vivo drug delivery |journal= Nat Biotechnol. |volume=21|issue=10|pages=1184–1191|year=2003 |doi=10.1038/nbt876 |pmid=14520404 |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pubmed&uid=14520404&cmd=showdetailview}}</ref><ref>{{cite journal |author=Cavalcanti A, Shirinzadeh B, Freitas RA Jr, Hogg T. |title=Nanorobot architecture for medical target identification |journal= Nanotechnology |volume=19|issue=1|pages=015103(15pp)|year=2008 |doi=10.1088/0957-4484/19/01/015103 |url=http://www.iop.org/EJ/abstract/0957-4484/19/1/015103 |bibcode=2008Nanot..19a5103C}}</ref> Это всё предполагает нацеливание на молекулы и доставку лекарств с точностью до клетки. Более $65 млн теряется каждый год из-за плохой биодоступности. Получение изображений ''in vivo'' - ещё одна область, для которой разрабатываются инструменты и устройства. С использованием наночастиц как [[:en:Contrast medium|контрастных агентов]], изображения, получаемые, например, ультразвуком и МРИ, имеют желаемое распределение и улучшенную контрастность. Новые методы, связанные с разрабатываемыми наноинженерными материалами, могут быть эффективны в лечении болезней, таких как рак. То, что наноисследователи могут достичь в будущем, пока находится за пределами воображения. Могут появиться самособирающиеся биосовместимые наноустройства, которые будут обнаруживать, оценивать, лечить и сообщать результат врачу автоматически.

Системы доставки лекарств, липидные или полимерные наночастицы могут быть разработаны для улучшения фармакологических и терапевтических свойств лекарств.<ref>{{cite journal |author=Allen TM, Cullis PR. |title=Drug Delivery Systems: Entering the Mainstream |journal= Science. |volume=303 |issue=5665 |pages=1818–1822|year=2004 |doi=10.1126/science.1095833 |pmid=15031496 |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pubmed&uid=15031496&cmd=showdetailview|bibcode = 2004Sci...303.1818A }}</ref> Сила систем доставки лекарств заключается в их возможности менять [[фармакокинетика|фармакокинетику]] и [[:en:biodistribution|биораспределение]] лекарства.<ref>{{cite journal |author=Walsh MD, Hanna SK, Sen J, Rawal S, Cabral CB, Yurkovetskiy AV, Fram RJ, Lowinger TB, Zamboni WC |title=Pharmacokinetics and antitumor efficacy of XMT-1001, a novel, polymeric topoisomerase I inhibitor, in mice bearing HT-29 human colon carcinoma xenografts |journal= Clin. Cancer Res. |volume=18 |issue=9 |pages=2591–602|year=2012 |doi=10.1158/1078-0432.CCR-11-1554 |pmid=22392910 }}</ref><ref>{{cite journal |author=Chu KS, Hasan W, Rawal S, Walsh MD, Enlow EM, Luft JC, Bridges AS, Kuijer JL, Napier ME, Zamboni WC, Desimone JM |title=Plasma, tumor and tissue pharmacokinetics of Docetaxel delivered via nanoparticles of different sizes and shapes in mice bearing SKOV-3 human ovarian carcinoma xenograft |journal= Nanomedicine |doi=10.1016/j.nano.2012.11.008 |pmid=23219874 }}</ref> Тем не менее, фармакокинетика и фармакодинамика наномедицины сильно различается для разных пациентов.<ref>{{cite journal |author=Caron WP, Song G, Kumar P, Rawal S, Zamboni WC |title=Interpatient pharmacokinetic and pharmacodynamic variability of carrier-mediated anticancer agents |journal= Clin. Pharmacol. Ther. |volume=91 |issue=5 |pages=802–12|year=2012 |doi=10.1038/clpt.2012.12 |pmid= 22472987 }}</ref> Разработанные для обхода механизмов защиты организма<ref>{{cite journal |author=Bertrand N, Leroux JC. |title=The journey of a drug carrier in the body: an anatomo-physiological perspective |journal= Journal of Controlled Release |year=2011 |doi=10.1016/j.jconrel.2011.09.098 |url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365911009527}}</ref>, наночастицы имеют хорошие свойства, которые могут улучшить доставку лекарств. Там, где большие частицы могут удаляться из тела, клетки принимают наночастицы из-за их размера. Разрабатываются сложные механизмы доставки лекарств, включая возможности доставлять лекарства сквозь клеточную мембрану в [[цитоплазма|цитоплазму]]. Эффективность важна, поскольку многие заболевания зависят от процессов в клетке и могут быть остановлены только лекарствами, проникающими в клетку. Стимулированный ответ - это одна из возможностей более эффективно использовать молекулы лекарств. Лекарства помещаются в тело и активируются только по специфическому сигналу. Например, лекарство с плохой растворимостью будет замещено системой доставки лекарств, в которой присутствуют гидрофильные и гидрофобные компоненты, что улучшает растворимость.<ref>{{cite journal|last=Nagy ZK|coauthors=Balogh A, Vajna B, Farkas A, Patyi G, Kramarics A, Marosi G|title=Comparison of Electrospun and Extruded Soluplus-Based Solid Dosage Forms of Improved Dissolution|journal=Journal of Pharmaceutical Sciences|year=2011|doi=10.1002/jps.22731|url=http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jps.22731/abstract|first1=Zsombor K.|pages=n/a|pmid=21918982|volume=101|issue=1}}</ref> Также лекарство может вызывать повреждение тканей, но с помощью системы доставки регулируемый выпуск лекарства может решить проблему. Если лекарство слишком быстро удаляется из тела, это может требовать от пациента принимать большие дозы, но с системой доставки лекарства удаление может быть уменьшено с помощью смены фармакокинетики лекарства. Плохое биораспределение - это проблема, которая может затронуть нормальные ткани из-за распределения лекарства по всему организму, но [[аэрозоль|аэрозоли]] систем доставки лекарств могут уменьшить распределение и снизить воздействие на нецелевые ткани. Потенциальные нанолекарства будут работать по очень специфическим и хорошо понятным механизмам; одним из главных направлений нанотехнологии и нанонауки будет разработка совершенно новых лекарств с более полезным поведением и меньшими побочными эффектами.

Наночастицы - это многообещающие инструменты для продвинутой доставки лекарств, медицинской съёмки и для использования в качестве диагностических сенсоров. Тем не менее, биораспределение этих наночастиц всё ещё несовершенно из-за сложных реакций тела на нано- и микроразмерные материалы и сложности нацеливания на специфические органы тела. Всё же, много работы ещё предстоит сделать, чтобы оптимизировать и лучше понять потенциал и ограничения систем наночастиц. Например, текущее исследование выделительных систем мыши показало возможности золотых композитов выборочно воздействовать на определённые органы в зависимости от их размера и заряда. Эти композиты инкапсулированы в дендример и подогнаны под специфический заряд и размер. Положительно заряженные золотые наночастицы попадали в почки, а отрицательно заряженные - в печень и селезёнку. Утверждается, что положительный заряд наночастиц уменьшает частоту опсонизации наночастиц в печени, что воздействует на выделительный путь. Даже частицы относительного размера порядка 5&nbsp;нм, хотя, эти частицы могут осесть в периферийных тканях, и следовательно будут накапливаться в теле с течением времени. Когда дальнейшие исследования докажут, что нацеливание и распределение могут быть улучшены наночастицами, опасности нанотоксичности станут важным шагом к дальнейшему пониманию их медицинского использования.<ref>{{cite journal|author=Minchin, Rod|title=Sizing up targets with nanoparticles|journal=Nature nanotechnology|volume= 3|pages=12–13|year=2008|doi=10.1038/nnano.2007.433|pmid=18654442|issue=1|bibcode = 2008NatNa...3...12M }}</ref>

====Применения и известные научные исследования====

*[[:en:Abraxane|Абраксан]], утверждённый [[:en:Food and Drug Administration|FDA]] для лечения рака груди и рака лёгких [[:en:Non-small-cell lung carcinoma|NSCLC]]<ref>{{cite web|url= http://www.fda.gov/Drugs/InformationOnDrugs/ApprovedDrugs/ucm323668.htm|title=Paclitaxel (Abraxane)|publisher=U.S. [[Food and Drug Administration]]|date=11 October 2012|accessdate=10 December 2012}}</ref>, - это наночастица [[альбумины|альбумина]], связанная с [[паклитаксел|паклитакселом]].
*[[:en:Doxil|Doxil]] был изначально одобрен FDA для использования на связанной с ВИЧ саркомой Капоси. Сейчас он также используется для лечения рака яичников и многих миелом. Лекарство заключено в [[липосома|липосомах]], что помогает продлить жизнь распределяемого лекарства. Липосомы - самособирающиеся сферические закрытые коллоидальные структуры, состоящие из двойных липидных слоёв, которые окружает жидкость. Липосомы также улучшают функциональность и помогают уменьшить ущерб, который лекарство наносит сердечным мышцам.<ref>{{cite journal|last=Martis|first=Elvis A.|coauthors=Badve, Rewa R., Degwekar, Mukta D.|title=Nanotechnology based devices and applications in medicine: An overview|journal=Chronicles of Young Scientists|year=2012|month=January|volume=3|issue=1|pages=68–73}}</ref>
*В исследованиях мышей учёные из [[:en:Rice University|Университета Райса]] и из [[:en:University of Texas MD Anderson Cancer Center|ракового центра д-ра мед. наук Андерсона из Техасского Университета]] сообщили об улучшении эффективности и снижении токсичности существующего лечения рака головы и шеи, когда использовали наночастицы для доставки лекарства. [[Гидрофильность|Гидрофильные]] углеродные кластеры, соединённые с [[полиэтиленгликоль|полиэтиленгликолем]] или PEG-HCC, были смешаны с химиотерапевтическим лекарством паклитакселом (Таксолом) и нацеленным на [[:en:epidermal growth factor receptor|эпидермальный рецептор ростового фактора (EGFR)]] [[:en:cetuximab|цетуксимабом]], и введены внутривенно. Они обнаружили, что опухоли были более эффективно уничтожены радиацией, а здоровые ткани получили меньший токсичный эффект, чем без нанотехнологической доставки лекарства. Стандартное лекарство содержит [[:en:Kolliphor EL|Kolliphor EL]], который позволяет [[гидрофобность|гидрофобному]] паклитакселу доставляться внутривенно. Замена токсичного Kolliphor углеродными наночастицами ликвидирует его побочный эффект и улучшает нацеливание лекарства, в результате требуется меньшая доза токсичного паклитаксела.<ref>{{cite web|url= http://www.fiercedrugdelivery.com/print/node/3441|title=Carbon nanoparticles charge up old cancer treatment to powerful effect|author=Hollmer M|publisher=FierceDrugDelivery.com|date=17 February 2012|accessdate=23 February 2012}}</ref>
*Исследователи из [[:en:Case Western Reserve University|Западного резервного университета Кейза]] сообщили об использовании цепочки наночастиц для доставки [[доксорубицин|доксорубицина]] к клеткам рака груди в исследовании на мышах. Три магнитных наносферы с [[оксид железа|оксидом железа]] были химически связаны с одной заряженной доксорубицином липосомой и сформировали 100-нанометровую цепочку наночастиц. Когда наночастицы проникли в опухоль, было сгенерировано радиочастотное поле, которое заставило наночастицы вибрировать и разрывать липосомы, высвобождая лекарство в свободной форме внутри опухоли. Результат показал, что нанолечение было более эффективным в остановке роста опухоли, чем стандартное лечение доксорубицином. Это было также менее вредоносно для здоровых клеток, так как использовалось только 5-10% от стандартной дозы доксорубицина.<ref>{{cite web|url= http://www.fiercedrugdelivery.com/story/chemo-bomb-nanotechnology-effective-halting-tumors/2012-04-25|title=’Chemo bomb’ nanotechnology effective in halting tumors|author=Garde, Damian|publisher=fiercedrugdelivery.com|date=25 April 2012|accessdate=9 May 2012}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Peiris|first1=Pubudu|last2=Bauer|first2=Lisa|last3=Toy|first3=Randall|last4=Tran|first4=Emily|last5=Pansky|first5=Jenna|last6=Doolittle|first6=Elizabeth|last7=Schmidt|first7=Erik|last8=Hayden|first8=Elliott|last9=Mayers|first9=Aaron|last10=Keri|first10=Ruth|last11=Griswold|first11=Mark|last12=Karathanasis|first12=Efstathios|title=Enhanced Delivery of Chemotherapy to Tumors Using a Multicomponent Nanochain with Radio-Frequency-Tunable Drug Release|journal=ACS NANO|year=2012|publisher=[[American Chemical Society]]|doi=10.1021/nn300652p|url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn300652p|accessdate=9 May 2012}}</ref>
*Наночастицы, сделанные из [[полиэтиленгликоль|полиэтиленгликоля]] (PEG), несущие заряды [[антибиотик|антибиотиков]] внутри себя, могут быстро заряжаться, что позволяет им нацеливаться на бактериальную инфекцию более точно внутри тела, как сообщила группа исследователей из [[Массачусетский технологический институт|Массачусетского технологического института]]. Наночастицы, содержащие суб-слой [[водородный показатель|pH]]-чувствительных цепочек из [[аминокислоты]] [[гистидин|гистидина]], несут небольшой отрицательный заряд, когда циркулируют в потоке крови, и могут избегать обнаружения и уничтожения [[иммунная система|иммунной системой]]. Когда они замечают очаг заражения, частицы получают небольшой положительный заряд, спровоцированный небольшой кислотной средой в очаге заражения, что позволяет им приклеиваться к отрицательно заряженным стенкам клеток бактерий и высвобождать антибиотики в локально высокой концентрации. Эта система нанодоставки может потенциально уничтожить бактерию, даже если она выработала сопротивление к антибиотикам, благодаря высокой направленной дозе и длительному воздействию лекарства. Хотя предстоит ещё много работы, исследователи верят, что это ведёт к новому направлению использования нанотехнологии для лечения инфекционных заболеваний.<ref>{{cite web|url=http://web.mit.edu/newsoffice/2012/antibiotic-nanoparticle-0504.html|title=Target: Drug-resistant bacteria|author=Trafton, Anne|publisher=MIT news|date=4 May 2012|accessdate=24 May 2012}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Radovic-Moreno|first1=Aleksandar|last2=Lu|first2=Timothy|last3=Puscasu|first3=Vlad|last4=Yoon|first4=Christopher|last5=Langer|first5=Robert|last6=Farokhzad|first6=Omid|title=Surface Charge-Switching Polymeric Nanoparticles for Bacterial Cell Wall-Targeted Delivery of Antibiotics|journal=ACS Nano|volume=2012|issue=6(5)|pages=4279–4287|year=2012|publisher=ACS Publications|doi=10.1021/nn3008383|url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn3008383?prevSearch=robert%2Blanger&searchHistoryKey=|accessdate=24 May 2012}}</ref>
*Используя [[бионика|бионическую]] стратегию, исследователи из [[Гарвардский университет|Гарвардского университета]] продемонстрировали на модели мыши, что покрытые лекарствами наночастицы могут растворять сгустки крови, выборочно прикрепляясь к узким местам в сосудах, - так же, как делают [[тромбоциты]].<ref name=clot>Wyss Institute, [http://wyss.harvard.edu/viewpressrelease/87/harvards-wyss-institute-develops-novel-nanotherapeutic-that-delivers-clotbusting-drugs-directly-to-obstructed-blood-vessels, ''Harvard’s Wyss Institute Develops Novel Nanotherapeutic that Delivers Clot-Busting Drugs Directly to Obstructed Blood Vessels''], 5 July 2012</ref> Агрегаты биоразлагаемых наночастиц, покрытые [[Тканевой активатор плазминогена|тканевым активатором плазминогена (tPA)]], каждый размером примерно с тромбоцит, были введены [[внутривенно]]. В месте сужения сосуда, поперечная сила расщепляет агрегаты и высвобождает покрытые tPA наночастицы, которые прикрепляются и деградируют сгустки крови. С помощью точного нацеливания и концентрации лекарства в месте закупорки удалось использовать дозу в 50 раз меньше нормальной. Нанотерапия существенно снижает сильные побочные эффекты в виде кровотечений, которые обычно обнаруживаются у стандартных видов лечения [[тромбоз|тромбозов]].<ref name=clot/>
*Наночастицы в виде [[РНК]] X-формы, способные нести четыре функциональных модуля, были созданы исследователями из [[:en:University of Kentucky|Университета Кентуки]]. Эти молекулы РНК химически и термодинамически стабильны и способны оставаться неизменными в теле мыши в течение более 8 часов и сопротивляться деградации [[рибонуклеазы|рибонуклеазой]] в потоке крови. Когда к четырём рукам этой молекуры присоединена комбинация различных активных агентов, например, [[Малые интерферирующие РНК|малая интерферирующая РНК]] (для [[Подавление экспрессии генов|приглушения генов]]), [[микроРНК]] (для регуляции [[Экспрессия генов|экспрессии генов]]), [[:en:Aptamer|аптамер]] (для направления на цель) и [[рибозим]] (как [[катализатор]]), РНК X-формы может выполнять терапевтические и диагностические функции, регулируя экспрессию генов и функционирование клеток, и присоединяясь к раковым клеткам с точностью, улучшенной её поливалентной природой и синергичными эффектами дизайна.<ref>{{cite web|url=http://www.fiercedrugdelivery.com/press-releases/new-study-shows-promise-using-rna-nanotechnology-treat-cancers-and-viral-in|title=New Study Shows Promise in Using RNA Nanotechnology to Treat Cancers and Viral Infections|author=Nourmohammadi, Nesa|publisher=FierceDrugDelivery|date=5 September 2012|accessdate=21 September 2012}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Haque|first1=Farzin|last2=Shu|first2=Dan|last3=Shu|first3=Yi|last4=Shlyakhtenko|first4=Luda|last5=Rychahou|first5=Piotr|last6=Evers|first6=Mark|last7=Guo|first7=Peixuan|title=Ultrastable synergistic tetravalent RNA nanoparticles for targeting to cancers|journal=Nanotoday|volume=7|issue=4|pages=245–257|year=2012|publisher=ScienceDirect|doi=10.1016/j.nantod.2012.06.010|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S174801321200076X}}</ref>
*Ранняя фаза клинических испытаний платформы наночастиц "Миниклетка" для доставки лекарств была протестирована на пациентах с прогрессирующим и неизлечимым раком. Сделанные из мембран мутантных бактерий, миниклетки были заряжены [[паклитаксел|паклитакселом]] и обёрнуты [[:en:cetuximab|цетуксимабом]] - антителами, которые прикрепляются к [[Рецептор эпидермального фактора роста|рецептору эпидермального фактора роста]] (EGFR), который часто чрезмерно экспрессируется в раковых клетках; это служит устройством нацеливания на клетки опухоли. Клетки опухоли распознают бактерию, из которой были взяты миниклетки, считают её вторгающимся [[микроорганизм|микроорганизмом]] и поглощают её. Когда миниклетка оказывается внутри, заряд противораковых лекарств убивает клетки опухоли. Миниклетка имеет размер 400 нм и больше, чем синтетические частицы, разработанные для доставки лекарств. Исследователи отметили, что большой размер даёт миниклеткам лучшие характеристики в плане побочных эффектов, поскольку миниклетки в основном просачиваются наружу из пористых кровеносных сосудов вокруг клеток опухоли и не достигают печени, пищеварительной системы и кожи. Эта фаза 1 клинических испытаний продемонстрировала, что лечение хорошо оценивается пациентами. Как платформенная технология, миниклеточная система доставки лекарств может быть использована для лечения множества различных видов рака разными противораковыми лекарствами в малых дозах и с меньшими побочными эффектами.<ref>{{cite web|url=http://www.fiercedrugdelivery.com/story/bacterial-minicells-deliver-cancer-drugs-straight-target/2012-11-11|title=Bacterial 'minicells' deliver cancer drugs straight to the target|author=Elvidge, Suzanne|publisher=fiercedrugdelivery.com|date=11 November 2012|accessdate=10 December 2012}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.fiercedrugdelivery.com/press-releases/first-trial-humans-minicells-completely-new-way-delivering-anti-cancer-drug|title=First trial in humans of ‘minicells’: a completely new way of delivering anti-cancer drugs|publisher=fiercedrugdelivery.com|date=12 November 2012|accessdate=10 December 2012}}</ref>
*Исследователи в [[:en:The Methodist Hospital#Research|исследовательском институте Методистского госпиталя]] в [[Хьюстон|Хьюстоне]] создали "Лейкоподобные векторы" или LLV. LLV - это лекарствопереносящие [[кремний|кремниевые]] наночастицы, обёрнутые в [[липопротеин]], снятый с мембран белых кровяных клеток, [[лейкоциты|лейкоцитов]]. Обёрнутые наночастицы вели себя как лейкоциты и были способны избегать иммунной системы тела и гораздо дольше выживать ''in vivo'', когда изучались на мышах. Учёные отметили, что LLV способен победить большое препятствие для наномедицинской доставки, обходя системы очистки в потоке крови, пересекая биологические барьеры и локализуясь на тканях цели благодаря лейкоцитоподобным компонентам. Ожидается, что в будущем синтетические мембраны заменят собранные с белых кровяных телец из-за ограниченности источников лейкоцитов.<ref>{{cite web|url=http://www.fiercedrugdelivery.com/story/cloaked-nanoparticles-look-blood-cells-carry-drugs/2013-02-01|title=Cloaked nanoparticles look like blood cells, carry drugs|author=Gibney, Michael|publisher=fiercedrugdelivery.com|date=1 February 2013|accessdate=4 March 2013}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Tasciotti|first1=Ennio|last2=Parodi|first2=Alessandro|last3=Quattrocchi|first3=Nicoletta|last4=van de Ven|first4=Anne|last5=Chiappini|first5=Ciro|last6=Evangelpoulos|first6=Michael|last7=Martinex|first7=Jonathan|last8=Brown|first8=Brandon|last9=Khaled|first9=Sm|title=Synthetic nanoparticles functionalized with biomimetic leukocyte membranes possess cell-like functions|journal=[[Nature Nanotechnology]]|volume=8|pages=61–68|year=2012|publisher=Nature|doi=10.1038/nnano.2012.212|url=http://www.nature.com/nnano/journal/v8/n1/full/nnano.2012.212.html#/f1}}</ref>

===Доставка протеинов и пептидов===

Протеины и пептиды производят множество биологических действий в теле человека, и они выглядят многообещающе для лечения различных лекарств и расстройств. Эти макромолекулы называются [[:en:Biopharmaceutics|биофармацевтиками]]. Целенаправленная и/или контролируемая доставка этих биофармацевтиков с использованием [[наноматериалы|наноматериалов]], таких как [[наночастицы]] и [[дендример|дендримеры]], - это новая область, названная [[:en:Nanobiopharmaceutics|нанобиофармацевтикой]], а эти продукты названы [[:en:Nanobiopharmaceuticals|нанобиофармацевтиками]].

====Применения и известные научные исследования====

*Было обнаружено, что наночастицы, доставляющие миелиновые антигены, индуцируют [[Иммунологическая толерантность|иммунную толерантность]] в модели мышей с рецидивным [[Рассеянный склероз|рассеянным склерозом]]. [[Биодеградация|Биоразлагаемые]] [[полистирол|полистироловые]] микрочастицы, покрытые [[пептиды|пептидами]] [[миелин|миелиновой оболочки]], сбрасывали [[иммунная система|иммунную систему]] мыши и предотвращали болезнь от повторения или снижали симптомы, останавливая атаку иммунной системы на защитную миелиновую оболочку, покрывающую [[нервные волокна]] [[Центральная нервная система|центральной нервной системы]]. Команда исследователей из [[Северо-Западный университет|Северо-Западного университета]] отметила, что этот метод лечения может быть применим и к другим [[Аутоиммунные заболевания|аутоиммунным заболеваниям]].<ref>{{cite news|title=Scientists develop nanoparticle method to help tackle major diseases|author=Laurance, Jeremy|url=http://www.independent.co.uk/news/science/scientists-develop-nanoparticle-method-to-help-tackle-major-diseases-8327197.html|newspaper=[[The Independent]]|date=18 November 2012|accessdate=11 December 2012}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Miller|first1=Stephen|last2=Getts|first2=Daniel|last3=Martin|first3=Aaron|last4=McCarthy|first4=Derrick|last5=Terry|first5=Rachael|last6=Hunter|first6=Zoe|last7=Yap|first7=Woon|last8=Getts|first8=Meghann|last9=Pleiss|first9=Michael|title=Microparticles bearing encephalitogenic peptides induce T-cell tolerance and ameliorate experimental autoimmune encephalomyelitis|journal=[[Nature Biotechnology]]|volume=30|pages=1217–1224|year=2012|publisher=Nature|doi=10.1038/nbt.2434|url=http://www.nature.com/nbt/journal/v30/n12/abs/nbt.2434.html#/affil-auth|issue=12}}</ref>
*Исследователи из [[Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе|Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе]] разработали систему наночастиц с водорастворимой оболочкой, заключённую в протеин, извлечённый из вируса анемии птиц, апоптин. Апоптин выборочно отправляет сигнал самоуничтожения клеткам опухоли и запускает запрограммированную клеточную смерть ([[апоптоз]]), когда встраивается в [[клеточное ядро|ядро]], при этом оставляет здоровые клетки неповреждёнными. В модели на мышах для человеческого рака груди лечение значительно замедлило рост опухоли. Эта новая форма лечения схожа с [[химиотерапия|химиотерапией]] и [[генотерапия|генной терапией]] без риска повреждения здоровых клеток, что часто бывает при химиотерапии, и без вероятности генетических [[мутация|мутаций]], что часто бывает при генной терапии.<ref>{{cite web|url=http://www.fiercedrugdelivery.com/story/ucla-team-snuffs-cancer-cells-nanoshell-delivery/2013-02-07|title=UCLA team snuffs cancer cells with nanoshell delivery|author=Gibney, Michael|publisher=fiercedrugdelivery.com|date=7 February 2013|accessdate=5 March 2013}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Zhao|first1=Muxun|last2=Hu|first2=Biliang|last3=Gu|first3=Zhen|last4=Joo|first4=Kye-Il|last5=Wang|first5=Pin|last6=Tang|first6=Yi|title=Degradable polymeric nanocapsule for efficient intracellular delivery of a high molecular weight tumor-selective protein complex|journal=[[Nano Today]]|volume=8|issue=1|pages=11–20|year=2013|publisher=sciencedirect.com|doi=10.1016/j.nantod.2012.12.003|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013212001405}}</ref>

===Рак===
[[Image:MolecularImagingTherapy.jpg|thumb|400px|Схематическая иллюстрация показывает, как наночастицы и другие противораковые лекарства могут быть использованы для лечения рака.]]

Малый размер наночастиц наделяет их свойствами, которые могут быть очень полезными в [[онкология|онкологии]], в особенности в получении снимков. Квантовые точки (наночастицы с квантово ограниченными свойствами, такими как настраиваемым по размеру световым излучением), когда используются вместе с [[Магнитно-резонансная томография|МРТ]] (магнитно-резонансной томографией), могут производить отличные снимки в местах опухоли. Эти наночастицы значительно ярче, чем органические краски и требуют только одного источника света для активизации. Это означает, что использование флуоресцентных квантовых точек может произвести более контрастное изображение за меньшую стоимость, чем нынешние органические красители, используемые как [[контрастные вещества]]. Тем не менее, обратная сторона заключается в том, что квантовые точки обычно сделаны из довольно токсичных элементов.

Другое наносвойство, большое отношение площади поверхности к объёму, позволяет многим функциональным группам присоединяться к наночастице, что позволяет искать и присоединяться к определённым клеткам опухолей. Вдобавок, малый размер наночастиц (от 10 до 100 нанометров) позволяет им преимущественно скапливаться в местах опухолей (поскольку в опухоли есть нехватка эффективной лимфатической дренажной системы). Отличный вопрос для исследования - как сделать эти наночастицы, используемые для съёмок, более полезными в лечении рака. Для примера, возможно ли изготовить многофункциональные наночастицы, которые будут обнаруживать, снимать, а затем и лечить опухоль? Этот вопрос активно исследуется, ответ может обозначить будущее в лечении рака.<ref>{{cite journal|author=Nie, Shuming, Yun Xing, Gloria J. Kim, and Jonathan W. Simmons|title=Nanotechnology Applications in Cancer|journal=Annual Review of Biomedical Engineering|year=2007|volume=9|pmid=17439359|doi=10.1146/annurev.bioeng.9.060906.152025|pages=257–88}}</ref> Многообещающий новый способ лечения рака, который может однажды заменить радиацию и химиотерапию, приближается к клиническим испытаниям на людях. Терапия [[:en:John Kanzius|Kanzius RF]] присоединяет микроскопические наночастицы к раковым клеткам и затем "изжаривает" опухоли внутри тела с помощью радиоволн, которые нагревают только наночастицы и близлежащие (раковые) клетки.

Сенсорные тестовые чипы, содержащие тысячи нанопроводов, способны обнаруживать протеины и другие биомаркеры, оставленные раковыми клетками, могут позволить обнаруживать и диагностировать рак на ранних стадиях и потребует лишь нескольких капель крови пациента.<ref>{{cite journal |author=Zheng G, Patolsky F, Cui Y, Wang WU, Lieber CM. |title=Multiplexed electrical detection of cancer markers with nanowire sensor arrays |journal= Nat Biotechnol. |volume=23 |issue=10 |pages=1294–1301 |year=2005|doi = 10.1038/nbt1138 |pmid=16170313 |url=http://www.nature.com/nbt/journal/v23/n10/abs/nbt1138.html}}</ref>

Основные доводы в пользу использования доставки лекарств основаны на трёх фактах: 1) эффективная инкапсуляция лекарств, 2) успешная доставка упомянутых лекарств к целевому региону тела, и 3) успешный выпуск лекарств там.

Исследователи из [[Университет Райса|университета Райса]] под руководством проф. Дженнифера Веста, продемонстрировали использование [[:en:nanoshell|нанооболочек]] диаметром 120 нм, покрытых золотом, для уничтожения раковых опухолей в мышах. Наночастицы могут быть нацелены на связывание с раковыми клетками при помощи соединения [[антитела|антител]] или [[пептиды|пептидов]] с поверхностью нанооболочки. С помощью облучения зоны опухоли инфракрасным лазером, который проходит через плоть, не нагревая её, золото нагревается достаточно для смерти раковых клеток.<ref>{{cite journal |author=Loo C, Lin A, Hirsch L, Lee MH, Barton J, Halas N, West J, Drezek R. |title=Nanoshell-enabled photonics-based imaging and therapy of cancer |journal= Technol Cancer Res Treat. |volume=3 |issue=1 |pages=33–40 |year=2004 |pmid=14750891 |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=14750891}}</ref>

[[Наночастицы]] [[:en:Cadmium selenide|селенида кадмия]] ([[квантовая точка|квантовые точки]]) светятся при облучении ультрафиолетовым светом. Когда введены, они проникают внутрь раковых опухолей. Хирург может видеть светящуюся опухоль и использовать это как подсказку для более аккуратного удаления опухоли.

В [[фотодинамическая терапия|фотодинамической терапии]] частица помещается внутрь тела и освещается светом, идущим снаружи. Свет поглощается частицей, и если частица металлическая, свет нагреет частицу и окружающую ткань. Свет также может использоваться для производства высокоэнергетических молекул кислорода, которые будут химически реагировать и уничтожать большинство органических молекул рядом с ними (например, опухоль). Терапия является привлекательной по многим причинам. Она не оставляет "токсического следа" реагирующих молекул по всему телу (как при химиотерапии), поскольку сосредоточена только там, где есть свет и есть частицы. Фотодинамическая терапия имеет потенциал неинвазивной процедуры для лечения заболеваний, выростов и опухолей.

===Хирургия===

В университете Райса продемонстрировали использование сварочного аппарата для плоти, чтобы сплавить два куска мяса курицы в один кусок. Дла куска мяса расположили в упор друг к другу. Зелёная жидкость, содержащая покрытые золотом нанооболочки, была налита вдоль шва. Инфракрасный лазер прошёл вдоль шва и сварил две стороны вместе. Эта технология может решить сложности и утечки крови, которые возникают, когда хирург пытается зашить артерии, которые были разрезаны во время трансплантации почки или сердца. Сварочный аппарат для плоти может идеально заваривать артерии.<ref>{{cite journal |author=Gobin AM, O'Neal DP, Watkins DM, Halas NJ, Drezek RA, West JL. |title=Near infrared laser-tissue welding using nanoshells as an exogenous absorber |journal= Lasers Surg Med. |volume=37 |issue=2 |pages=123–9 |year=2005 |pmid=16047329 |url=http://www.pubmed.com/16047329 |doi=10.1002/lsm.20206}}</ref>

===Визуализация===

Отслеживание перемещений может помочь установить, как хорошо лекарства распределяются, и как идёт [[метаболизм]]. Сложно отследить маленькую группу клеток внутри тела, поэтому учёные обычно добавляют в клетки красители. Эти красители должны активироваться под действием света с определённой длиной волны. Пока красители разных цветов поглощали разные частоты света, требовалось много источников света в клетках. Способ обойти эту проблему - люминесцентные метки. Эти метки - это квантовые точки, соединённые с протеинами, которые могут проникать через мембраны клеток. Эти точки могут быть случайного размера, могут быть сделаны из биоинертного материала, и могут демонстрировать наноразмерное свойство, что цвет зависит от размера. Как результат, размеры выбираются так, что световая частота заставляет группу квантовых точек светиться, а другую группу - накалиться добела. Обе группы могут быть освещены одним источником света. Также был найден путь вставки наночастиц в определённые места тела, таким образом, чтобы свечение подсвечивало опухоль или сжатие, или проблему с органом.<ref>{{cite journal|last=Coffey|first=Rebecca|title=20 Things You Didn't Know About Nanotechnology|journal=Discover|year=2012|month=August|volume=31|issue=6|page=96|accessdate=3 March 2013}}</ref>

===Тканевая инженерия===

Нанотехнология может помочь восстановить или починить повреждённую ткань. "[[:en:Tissue engineering|Тканевая инженерия]]" использует искусственно стимулированную пролиферацию клеток с использованием подходящих сделанных из наноматериалов опор и ростовых факторов. Как пример, кости могут быть выращены заново на опорах из [[углеродные нанотрубки|углеродных нанотрубок]].<ref>{{cite journal |author=Hisao Haniu, Naoto Saito, Yoshikazu Matsuda, Tamotsu Tsukahara, Yuki Usui, Nobuyo Narita, Kazuo Hara, Kaoru Aoki, Masayuki Shimizu, Nobuhide Ogihara,6 Seiji Takanashi, Masanori Okamoto, Shinsuke Kobayashi, Norio Ishigaki, Koichi Nakamura, and Hiroyuki Kato. |title=Basic Potential of Carbon Nanotubes in Tissue Engineering Applications |journal= Journal of Nanomaterials. |volume=2012 (2012) |issue=2 |pages=10 |year=2013 |pmid=16047329 |url=http://www.hindawi.com/journals/jnm/2012/343747/ |doi=10.1002/lsm.20206}}</ref>
Тканевая инженерия может заменить сегодняшние обычные способы лечения, такие, как трансплантация органов или искусственные имплантаты. Продвинутые формы тканевой инженерии могут привести к [[продление жизни|продлению жизни]]. Также из нанокристаллов фосфата кальция делаются искусственные костные композиты. <ref name="americanelements">{{cite web|title=Nanotechnology Information Center: Properties, Applications, Research, and Safety Guidelines|url=http://www.americanelements.com/nanotech.htm|publisher=[[:en:American Elements]]}}</ref>

===Устойчивость к антибиотикам===

Наночастицы могут использоваться при комбинированной терапии для снижения [[Устойчивость к антибиотикам |устойчивости к антибиотикам]]. Было показано, что наночастицы из [[оксид цинка|оксида цинка]] могут уменьшить устойчивость к антибиотикам и улучшить антибактериальную активность [[Ципрофлоксацин|Ципрофлоксацина]] против микроорганизма [[in vitro]]. Наночастицы могут взаимодействовать с различными протеинами, которые участвуют в сопротивлении антибиотикам или в фармакологических механизмах лекарств.<ref>{{cite journal|title =ZnO nanoparticles enhanced antibacterial activity of ciprofloxacin against Staphylococcus aureus and Escherichia coli|author = Banoee, M.; Seif, S.; Nazari, Z. E.; Jafari-Fesharaki, P.; Shahverdi, H. R.; ; Moballegh, A.; Moghaddam, K. M.; Shahverdi, A. R. |journal =J Biomed Mater Res B Appl Biomater|year =2010|volume =93|issue =2|pages =557–61|pmid =20225250|DOI =10.1002/jbm.b.31615}}</ref>

===Иммунный ответ===

[[Фуллерены]] исследовались на свойство прерывать аллергическую/иммунную реакцию, не давая [[мастоциты|мастоцитам]] (которые вызывают аллергическую реакцию) выбрасывать гистамины в кровь и ткани, связываясь со свободными радикалами значительно лучше, чем любой из доступных сейчас антиоксидантов, включая витамин E.<ref>{{cite web|last=Abraham|first=Sathya Achia|title=Researchers Develop Buckyballs to Fight Allergy|url=http://www.news.vcu.edu/news/Researchers_Develop_Buckyballs_to_Fight_Allergy |publisher=Virginia Commonwealth University Communications and Public Relations|accessdate=4 November 2010|date=20|month=June|year=2007}}</ref>

===Артроскоп===

[[Нанотехнология]] помогает продвинуть использование [[артроскопия|артроскопов]], которые представляют собой устройства размером с карандаш и используются в хирургии со светом и камерами, что позволяет хирургам делать операции с меньшими разрезами. Чем меньше разрезы, тем быстрее лечение, что лучше для пациентов. Это также помогает найти способ сделать артроскоп меньше, чем прядь волос.<ref>{{cite book|last=Hall|first=J. Storrs|title=Nanofuture : what's next for nanotechnology|year=2005|publisher=Prometheus Books|location=Amherst, NY|isbn=978-1591022879}}</ref>

==Диагностические и медицинские устройства==

*'''Нанотехнология на чипе''' - это ещё одно измерение технологии "[[лаборатория на чипе]]". Магнитные наночастицы, привязанные к подходящему антителу, используются для пометки специфических молекул, структур или микроорганизмов. Золотые наночастицы, помеченные короткими сегментами [[ДНК]], могут быть использованы для обнаружения генетической последовательности образца. Многоцветное оптическое кодирование для биологических образцов было достигнуто встраиванием квантовых точек различного размера в полимерные микробусы. Нанопорная технология для анализа нуклеиновых кислот конвертирует последовательности нуклеотидов напрямую в электронные сигнатуры.
*Нанотехнология также открывает новые возможности в имплантируемых системах доставки, которые обычно более предпочтительны, чем использование вводимых лекарств, поскольку последнее часто демонстрирует кинетику первого порядка (концентрация в крови растёт быстро, но экспоненциально убывает с течением времени). Этот быстрый рост может вызывать проблемы с токсичностью, и эффективность лекарства может снижаться, когда концентрация падает за пределы требуемого диапазона.

==Нейро-электронные интерфейсы==

Нейро-электронные интерфейсы - это воображаемая цель, связанная с конструированием наноустройств, которые позволят компьютерам присоединяться к нервной системе. Идея требует построения молекулярной структуры, которая позволит управлять нервными импульсами и детектировать их на внешнем компьютере. Компьютеры будут способны интерпретировать, регистрировать и отвечать на сигналы, которые тело выдаёт, когда испытывает ощущения. Спрос на такие структуры огромен, так как многие болезни включают упадок нервной системы (амиотрофный поперечный и множественный склероз). Также многие ранения и инциденты могут ослаблять нервную систему, что приводит к нефункциональным системам и параплегии. Если компьютеры могут управлять нервной системой через нейроэлектронный интерфейс, проблемы, которые ухудшают систему, могут быть взяты под контроль, и эффект заболеваний и травм будет преодолён. При выборе источника питания для подобных приложений нужно решить, использовать стратегию с перезаправкой или без перезаправки. Перезаправляемая стратегия подразумевает, что энергия будет пополняться постоянно или переодически с помощью внешнего звукового, химического, привязного, магнитного или электрического источника. Неперезаправляемая стратегия подразумевает, что вся мощность будет браться из внутреннего хранилища энергии, и произойдёт остановка, когда энергия истощится.

У этой инновации есть ограничение: возможны электрические помехи. Электрические поля, [[электромагнитный импульс|электромагнитные импульсы]] (ЭМИ) и паразитные поля от других электрических устройств ''in vivo'' могут вызывать помехи. Также требуются толстые изоляторы для предотвращения утечки электронов, и высокая проводимость внутренностей организма вызывает риск внезапной потери напряжения и короткого замыкания. Также требуются толстые провода для подвода достаточных уровней напряжения без перегрева. Несмотря на то, что исследования ведутся, практический прогресс пока небольшой. Прокладка структуры проводов очень сложна, поскольку они должны быть точно позиционированы в нервной системе, чтобы они могли отслеживать и отвечать на нервные сигналы. Структуры, которые будут обеспечивать интерфейс, также должны быть совместимыми с иммунной системой тела, чтобы оставаться нетронутыми внутри тела в течение длительного времени.<ref name=Nanomed2>[http://www.nanomedicine.com/NMIIA.htm Nanomedicine, Volume IIA: Biocompatibility], by Robert A. Freitas Jr. 2003, ISBN 1-57059-700-6</ref> Также эти структуры должны чувствовать ионные токи и быть способными направлять токи в противоположном направлении. Потенциал этих структур впечатляет, но сейчас нет прогнозов по времени, когда они появятся.


==Медицинские применения молекулярной нанотехнологии==
== Современные наномедицинские технологии ==


[[Молекулярная нанотехнология]] - это [[футурология|предполагаемая область]] нанотехнологии, относящаяся к возможности создания [[наноассемблер|молекулярных ассемблеров]], машин, которые могут переупорядочивать материю на молекулярном или атомарном масштабе. Молекулярная нанотехнология сейчас полностью теоретическая, пытается предвидеть, какие изобретения могут появиться в нанотехнологии и предложить планы для решения будущих вопросов. Предполагаемые элементы молекулярной нанотехнологии, такие как молекулярные ассемблеры и [[нанороботы]], находятся далеко за пределами сегодняшних возможностей.
В мире уже созданы ряд технологий для наномедицинской отрасли.<ref name="Editorial. 2006 243"/> К ним относятся адресная доставка лекарств к больным клеткам<ref>{{cite journal |author=LaVan DA, McGuire T, Langer R. |title=[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pubmed&uid=14520404&cmd=showdetailview Small-scale systems for in vivo drug delivery] |journal= [[Nat Biotechnol]] |volume=21|issue=10|pages=1184–1191|year=2003 |doi=10.1038/nbt876}}</ref>, лаборатории на чипе, новые бактерицидные средства.


===Нанороботы===
Адресная доставка лекарств к больным клеткам позволяет медикаментам попадать только в больные органы, избегая здоровые, которым эти лекарства могут нанести вред. Например, [[лучевая терапия]] и химиотерапевтическое лечение уничтожая больные клетки, губит и здоровые. Решение этой проблемы подразумевает создание некоторого «транспорта» для лекарств, варианты которого уже предложены целым рядом институтов и научных организаций.


Заявления о гипотетической возможности использования нанороботов<ref>{{cite journal |journal=Journal of Computational and Theoretical Nanoscience |volume=2 |pages=1–25 |year=2005 |title=Current Status of Nanomedicine and Medical Nanorobotics |first=Robert A., Jr. |last=Freitas|doi=10.1166/jctn.2005.001 |first2=Ilkka |last2=Havukkala |url=http://www.nanomedicine.com/Papers/NMRevMar05.pdf |issue=4}}</ref> в медицине утверждают, что это полностью изменит мир медицины, когда будет реализовано. Наномедицина<ref name=Nanomed1 /><ref name=Nanomed2 /> воспользуется этими нанороботами (или [[:en:Computational Genes|Вычислительными Генами]]), внедрёнными в тело, чтобы починить или обнаружить повреждения и инфекции. Согласно [[Фрайтас, Роберт|Роберту Фрайтасу]] из Института Молекулярной Сборки, типичный работающий в крови медицинский наноробот может быть размером 0,5-3 мкм, поскольку это максимальный размер, допустимый для прохождения через [[капилляры]]. [[Углерод]] может использоваться как основной элемент для построения этих нанороботов в связи с присущей ему прочностью и другими характеристиками некоторых форм углерода (алмаз, [[фуллерен|фуллереновые]] композиты), и нанороботы могут быть собраны на настольных нанофабриках<ref name=nanofactory>[http://www.MolecularAssembler.com/Nanofactory Nanofactory Collaboration]</ref>, специализированных для этой задачи.
Лаборатории на чипе, разработанные рядом компаний позволяют очень быстро проводить сложнейшие анализы и получать результаты, что крайне необходимо в критических для пациента ситуациях. Эти лаборатории, производимые ведущими компаниями мира, позволяют анализировать состав крови, устанавливать по ДНК родство человека<ref>[https://www.23andme.com/about/press/20081030/ Press Release — TIME Magazine names 23andMe’s Personal Genome Service 2008 Invention of the Year — 23andMe<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>, определять ядовитые вещества. Технологии создания подобных чипов родственны тем, что используются при производстве микросхем, с поправкой на трёхмерность.<ref>[http://science.education.nih.gov/newsnapshots/TOC_Chips/Chips_RITN/chips_ritn.html Research In The News<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>


Работа наноустройств может наблюдаться внутри тела с помощью [[Ядерный магнитный резонанс|ЯМР]] (ядерного магнитного резонанса), особенно если их компоненты будут сделаны в основном из [[углерод-13|углерода-13]], а не натурального изотопа [[углерод-12|углерода-12]], поскольку углерод-13 имеет ненулевой ядерный магнитный момент. Медицинские наноустройства могут быть введены в тело человека, а затем отправиться на работу в нужный орган или ткань. Врач будет наблюдать за прогрессом и проверять, что наноустройства выбрали правильный регион для лечения. Врач также сможет просканировать секцию тела и увидеть наноустройства, сгруппировавшиеся вокруг своей цели (например, опухоли), чтобы убедиться, что процедура прошла успешно.
Новые бактерицидные средства создаются на основе использования полезных свойств ряда наночастиц. Так, например, применение серебряных наночастиц возможно при очистке воды и воздуха, или при дезинфекции одежды и спецпокрытий.


===Машины ремонта клеток===
== Разрабатываемые технологии ==


Используя лекарства и хирургию, врачи могут только помогать тканям чинить себя. [[Дрекслер, Эрик|Эрик Дрекслер]] утверждает, что с молекулярными машинами станет возможен ремонт напрямую.<ref name=Drexler /> Клеточный ремонт будет включать те задачи, которые уже доказаны живыми системами как возможные. Доступ в клетки возможен, поскольку биологи могут вставлять иглы в клетки, не убивая их. Таким образом, молекулярные машины могут входить в клетку. Также все специфические биохимические взаимодействия показывают, что молекулярные системы могут распознавать другие молекулы при соприкосновении, строить или перестраивать каждую молекулу в клетке, и могут разбирать повреждённые молекулы. Наконец, существование размножающихся клеток доказывает, что молекулярные системы могут собирать каждую систему, которая есть в клетке. Следовательно, так как природа демонстрирует простые операции, которые требуются для ремонта клетки на молекулярном уровне, в будущем системы на базе наномашин будут построены так, чтобы умели входить в клетки, находить различия со здоровой клеткой, и вносить модификации в структуру.
=== Медицинский наноробот ===


Медицинские возможности таких машин ремонта клеток впечатляют. По размеру они сравнимы с вирусами или бактериями, а их компактные части могут помочь им быть более сложными. Ранние машины будут специализированными. Проходя через мембраны, путешествуя через ткани и входя в клетки и вирусы, машины смогут только починить какое-то молекулярное повреждение вроде повреждения ДНК или нехватку энзимов. Позднее, молекулярные машины будут запрограммированы на большее число возможностей с помощью продвинутых систем ИИ.
Предполагается<ref>{{cite journal |journal=Journal of Computational and Theoretical Nanoscience |volume=2 |pages=1–25 |year=2005 |title=[http://www.nanomedicine.com/Papers/NMRevMar05.pdf Current Status of Nanomedicine and Medical Nanorobotics] |first=Robert A., Jr. |last=Freitas|doi=10.1166/jctn.2005.001}}</ref>, что типичный медицинский наноробот будет иметь микронные размеры{{что}}, позволяющие двигаться по [[капилляр]]ам, и состоять (на базе нынешних взглядов) из углерода. Углерод и его производные выбираются по причине высокой прочности и его химической инертности. Конструкции нанороботов ещё не разработаны и находятся в стадии проектирования. Их использование, порядок, время работы и вывода из организма будут зависеть от конкретных задач. Проблема [[Биосовместимость|биосовместимости]] решается за счёт выбора оптимального материала и размеров наноробота. В качестве основных источников энергии предполагается использовать локальные запасы глюкозы и аминокислот в теле человека.


Нанокомпьютеры потребуются, чтобы управлять этими машинами. Эти компьютеры будут давать машинам команды осматривать, разбирать и перестраивать повреждённые молекулярные структуры. Машины ремонта смогут чинить целые клетки, структуру за структурой. Далее, обрабатывая клетку за клеткой и ткань за тканью, смогут починить целые органы. Наконец, обрабатывая орган за органом, они восстановят здоровье всего тела. Клетки, повреждённые до состояния неактивности, могут быть отремонтированы ввиду возможности наномашины строить клетки с нуля. Исходя из этого, наномашины смогут освободить медицину от зависимости от саморемонта организма. <ref name=Drexler />
Лечение будет заключаться во введении нанороботов в человеческое тело для дальнейшего анализа ситуации и принятия решения о выборе метода лечения. Врач управляет нанороботами, получая информацию от активных нанороботов.


== См. также ==
== См. также ==
Строка 40: Строка 129:
* [http://nanomedicine.ru Перспективы наномедицины. Глава 1]
* [http://nanomedicine.ru Перспективы наномедицины. Глава 1]
* [http://www.transhumanism-russia.ru/content/view/320/110/ Наномедицина], В. Кухарев, сайт Российского Трансгуманистического Движения.
* [http://www.transhumanism-russia.ru/content/view/320/110/ Наномедицина], В. Кухарев, сайт Российского Трансгуманистического Движения.
* [[Лекция]][http://univertv.ru/video/biology/chelovek/lekciya_nanomedicina_novye_puti_k_zdorovyu_ch1/?mark=all «Наномедицина — новые пути к здоровью» Ч-1 ]
* [[Лекция]][http://univertv.ru/video/biology/chelovek/lekciya_nanomedicina_novye_puti_k_zdorovyu_ch1/?mark=all «Наномедицина — новые пути к здоровью» Ч-1 ]
* [http://infuture.ru/news.php?news_id=77 Нано-роботы в борьбе против болезней]
* [http://infuture.ru/news.php?news_id=77 Нано-роботы в борьбе против болезней]
* [http://infuture.ru/news.php?news_id=128 Нановзрывы помогут от рака]
* [http://infuture.ru/news.php?news_id=128 Нановзрывы помогут от рака]

Версия от 20:14, 19 августа 2013

Наномедицина — это медицинское применение нанотехнологии.[1]. Наномедицина простирается от медицинского применения наноматериалов до наноэлектронных биосенсоров и даже возможного будущего применения молекулярной нанотехнологии. К текущим проблемам наномедицины относятся токсичность и влияние на окружающую среду наноразмерных материалов. Один нанометр - это одна миллионная миллиметра. Наномедицинские исследования финансируются Американским Национальным Институтом Здоровья. Известно, что в 2005-м году выделялись деньги на пятилетний план по основанию четырёх наномедицинских центров. В апреле 2006, по оценке журнала Nature Materials было создано порядка 130 лекарств и средств доставки лекарств на основе нанотехнологий.[2]

Становление наномедицины

Новое междисциплинарное направление медицинской науки в настоящее время находится в стадии становления. Её методы только выходят из лабораторий, а большая их часть пока существует только в виде проектов. Однако большинство экспертов полагает, что именно эти методы станут основополагающими в XXI веке. Так, например, Национальные институты здравоохранения США включили наномедицину в пятёрку самых приоритетных областей развития медицины в XXI веке, а Национальный институт рака США собирается применять достижения наномедицины при лечении рака. Ряд зарубежных научных центров уже продемонстрировали опытные образцы в областях диагностики, лечения, протезирования и имплантирования.

Наномедицина стремится предоставить значительный набор исследовательских инструментов и клинически полезных устройств в ближайшем будущем.[3][4] Национальная Нанотехнологическая Инициатива ожидает новые коммерческие применения в фармацевтической индустрии, которые могут включать продвинутые системы доставки лекарств, новые формы терапии и получение изображений in vivo.[5] Нейроэлектронные интерфейсы и другие наноэлектронные сенсоры - это другая активная цель для исследований.

Классик в области нанотехнологических разработок и предсказаний Эрик Дрекслер в своих фундаментальных работах описал основные методы лечения и диагностики на основе нанотехнологий. Ключевой проблемой достижения этих результатов является создание специальных медицинских нанороботов — наномашин для ремонта клеток. Медицинские нанороботы должны уметь диагностировать болезни, циркулируя в кровеносных и лимфатических системах человека и перемещаясь во внутренних органах, доставлять лекарства к пораженной области и даже делать хирургические операции. Дрекслер также предположил, что медицинские нанороботы предоставят возможность оживления людей, замороженных методами крионики.[6]

Достижения наномедицины станут широко доступны по разным оценкам только через 40—50 лет. Однако целый ряд последних открытий, разработок и инвестиций в наноотрасли привёл к тому, что всё больше аналитиков сдвигают эту дату на 10—15 лет в сторону уменьшения.

Уже сейчас наномедицина — крупная отрасль, в которой продажи достигли 6,8 миллиардов долларов (2004 год). В этой отрасли работают более чем 200 компаний, в которые инвестируется не менее 3,8 миллиардов долларов ежегодно.[7]

Медицинское использование наноматериалов

Две формы наномедицины уже протестированы на мышах и ожидают испытаний на людях. Это использование золотых нанокапсул, которые помогают диагностировать и лечить рак, и использование липосом как вспомогательного средства для вакцин в качестве транспорта для лекарств.[8][9] Аналогично, избавление от токсичности лекарств - это другое применение наномедицины, которое показало многообещающие результаты на крысах.[10] Польза от использования наноразмеров в медицинских технологиях состоит в том, что меньшие устройства менее инвазивны, и их можно имплантировать внутрь тела, кроме того значительно меньше времени занимают биохимические реакции. Эти устройства быстрее и чувствительнее, чем типичные средства доставки лекарств.[11] Продвижения в липидной нанотехнологии также используются в инженерии медицинских наноустройств и новых систем доставки лекарств, и в разработке медицинских сенсоров. [12].

Доставка лекарств

Нанотехнология обеспечила возможность доставки лекарств к определённым клеткам с помощью наночастиц. Общий объём потребления лекарства и побочные эффекты могут быть значительно снижены с помощью размещения активного агента только в больном регионе, и в дозе не большей, чем требуется. Этот выборочный метод может снизить стоимость лечения и страдания людей. В качестве примера можно привести дендримеры и нанопористые материалы. Другой пример - это использование ко-полимеров, которые формируют мицеллы для инкапсуляции лекарств.[13] Они могут хранить маленькие молекулы лекарств и транспортировать их к желаемому месту. Другое видение проблемы базируется на маленьких электромеханических системах; наноэлектромеханические системы исследуются для активного высвобождения лекарств. Потенциально важные применения включают лечение рака с помощью наночастиц железа или золотых капсул. Целенаправленная или персонализированная медицина предназначена для уменьшения потребления лекарств и стоимости лечения, что в результате даёт общественную пользу, снижая затраты на здравоохранение.

Наномедицинские подходы к доставке лекарств основываются на разработке наночастиц или молекул, улучшающих биодоступность лекарств. Биодоступность означает наличие молекул лекарства там, где они нужны внутри тела и там, где они действуют лучше всего. Доставка лекарств фокусируется на максимизации биодоступности в специфических местах тела, а также в течение определённого периода времени. Это потенциально может быть достигнуто молекулярным нацеливанием наноинженерными устройствами.[14][15] Это всё предполагает нацеливание на молекулы и доставку лекарств с точностью до клетки. Более $65 млн теряется каждый год из-за плохой биодоступности. Получение изображений in vivo - ещё одна область, для которой разрабатываются инструменты и устройства. С использованием наночастиц как контрастных агентов, изображения, получаемые, например, ультразвуком и МРИ, имеют желаемое распределение и улучшенную контрастность. Новые методы, связанные с разрабатываемыми наноинженерными материалами, могут быть эффективны в лечении болезней, таких как рак. То, что наноисследователи могут достичь в будущем, пока находится за пределами воображения. Могут появиться самособирающиеся биосовместимые наноустройства, которые будут обнаруживать, оценивать, лечить и сообщать результат врачу автоматически.

Системы доставки лекарств, липидные или полимерные наночастицы могут быть разработаны для улучшения фармакологических и терапевтических свойств лекарств.[16] Сила систем доставки лекарств заключается в их возможности менять фармакокинетику и биораспределение лекарства.[17][18] Тем не менее, фармакокинетика и фармакодинамика наномедицины сильно различается для разных пациентов.[19] Разработанные для обхода механизмов защиты организма[20], наночастицы имеют хорошие свойства, которые могут улучшить доставку лекарств. Там, где большие частицы могут удаляться из тела, клетки принимают наночастицы из-за их размера. Разрабатываются сложные механизмы доставки лекарств, включая возможности доставлять лекарства сквозь клеточную мембрану в цитоплазму. Эффективность важна, поскольку многие заболевания зависят от процессов в клетке и могут быть остановлены только лекарствами, проникающими в клетку. Стимулированный ответ - это одна из возможностей более эффективно использовать молекулы лекарств. Лекарства помещаются в тело и активируются только по специфическому сигналу. Например, лекарство с плохой растворимостью будет замещено системой доставки лекарств, в которой присутствуют гидрофильные и гидрофобные компоненты, что улучшает растворимость.[21] Также лекарство может вызывать повреждение тканей, но с помощью системы доставки регулируемый выпуск лекарства может решить проблему. Если лекарство слишком быстро удаляется из тела, это может требовать от пациента принимать большие дозы, но с системой доставки лекарства удаление может быть уменьшено с помощью смены фармакокинетики лекарства. Плохое биораспределение - это проблема, которая может затронуть нормальные ткани из-за распределения лекарства по всему организму, но аэрозоли систем доставки лекарств могут уменьшить распределение и снизить воздействие на нецелевые ткани. Потенциальные нанолекарства будут работать по очень специфическим и хорошо понятным механизмам; одним из главных направлений нанотехнологии и нанонауки будет разработка совершенно новых лекарств с более полезным поведением и меньшими побочными эффектами.

Наночастицы - это многообещающие инструменты для продвинутой доставки лекарств, медицинской съёмки и для использования в качестве диагностических сенсоров. Тем не менее, биораспределение этих наночастиц всё ещё несовершенно из-за сложных реакций тела на нано- и микроразмерные материалы и сложности нацеливания на специфические органы тела. Всё же, много работы ещё предстоит сделать, чтобы оптимизировать и лучше понять потенциал и ограничения систем наночастиц. Например, текущее исследование выделительных систем мыши показало возможности золотых композитов выборочно воздействовать на определённые органы в зависимости от их размера и заряда. Эти композиты инкапсулированы в дендример и подогнаны под специфический заряд и размер. Положительно заряженные золотые наночастицы попадали в почки, а отрицательно заряженные - в печень и селезёнку. Утверждается, что положительный заряд наночастиц уменьшает частоту опсонизации наночастиц в печени, что воздействует на выделительный путь. Даже частицы относительного размера порядка 5 нм, хотя, эти частицы могут осесть в периферийных тканях, и следовательно будут накапливаться в теле с течением времени. Когда дальнейшие исследования докажут, что нацеливание и распределение могут быть улучшены наночастицами, опасности нанотоксичности станут важным шагом к дальнейшему пониманию их медицинского использования.[22]

Применения и известные научные исследования

  • Абраксан, утверждённый FDA для лечения рака груди и рака лёгких NSCLC[23], - это наночастица альбумина, связанная с паклитакселом.
  • Doxil был изначально одобрен FDA для использования на связанной с ВИЧ саркомой Капоси. Сейчас он также используется для лечения рака яичников и многих миелом. Лекарство заключено в липосомах, что помогает продлить жизнь распределяемого лекарства. Липосомы - самособирающиеся сферические закрытые коллоидальные структуры, состоящие из двойных липидных слоёв, которые окружает жидкость. Липосомы также улучшают функциональность и помогают уменьшить ущерб, который лекарство наносит сердечным мышцам.[24]
  • В исследованиях мышей учёные из Университета Райса и из ракового центра д-ра мед. наук Андерсона из Техасского Университета сообщили об улучшении эффективности и снижении токсичности существующего лечения рака головы и шеи, когда использовали наночастицы для доставки лекарства. Гидрофильные углеродные кластеры, соединённые с полиэтиленгликолем или PEG-HCC, были смешаны с химиотерапевтическим лекарством паклитакселом (Таксолом) и нацеленным на эпидермальный рецептор ростового фактора (EGFR) цетуксимабом, и введены внутривенно. Они обнаружили, что опухоли были более эффективно уничтожены радиацией, а здоровые ткани получили меньший токсичный эффект, чем без нанотехнологической доставки лекарства. Стандартное лекарство содержит Kolliphor EL, который позволяет гидрофобному паклитакселу доставляться внутривенно. Замена токсичного Kolliphor углеродными наночастицами ликвидирует его побочный эффект и улучшает нацеливание лекарства, в результате требуется меньшая доза токсичного паклитаксела.[25]
  • Исследователи из Западного резервного университета Кейза сообщили об использовании цепочки наночастиц для доставки доксорубицина к клеткам рака груди в исследовании на мышах. Три магнитных наносферы с оксидом железа были химически связаны с одной заряженной доксорубицином липосомой и сформировали 100-нанометровую цепочку наночастиц. Когда наночастицы проникли в опухоль, было сгенерировано радиочастотное поле, которое заставило наночастицы вибрировать и разрывать липосомы, высвобождая лекарство в свободной форме внутри опухоли. Результат показал, что нанолечение было более эффективным в остановке роста опухоли, чем стандартное лечение доксорубицином. Это было также менее вредоносно для здоровых клеток, так как использовалось только 5-10% от стандартной дозы доксорубицина.[26][27]
  • Наночастицы, сделанные из полиэтиленгликоля (PEG), несущие заряды антибиотиков внутри себя, могут быстро заряжаться, что позволяет им нацеливаться на бактериальную инфекцию более точно внутри тела, как сообщила группа исследователей из Массачусетского технологического института. Наночастицы, содержащие суб-слой pH-чувствительных цепочек из аминокислоты гистидина, несут небольшой отрицательный заряд, когда циркулируют в потоке крови, и могут избегать обнаружения и уничтожения иммунной системой. Когда они замечают очаг заражения, частицы получают небольшой положительный заряд, спровоцированный небольшой кислотной средой в очаге заражения, что позволяет им приклеиваться к отрицательно заряженным стенкам клеток бактерий и высвобождать антибиотики в локально высокой концентрации. Эта система нанодоставки может потенциально уничтожить бактерию, даже если она выработала сопротивление к антибиотикам, благодаря высокой направленной дозе и длительному воздействию лекарства. Хотя предстоит ещё много работы, исследователи верят, что это ведёт к новому направлению использования нанотехнологии для лечения инфекционных заболеваний.[28][29]
  • Используя бионическую стратегию, исследователи из Гарвардского университета продемонстрировали на модели мыши, что покрытые лекарствами наночастицы могут растворять сгустки крови, выборочно прикрепляясь к узким местам в сосудах, - так же, как делают тромбоциты.[30] Агрегаты биоразлагаемых наночастиц, покрытые тканевым активатором плазминогена (tPA), каждый размером примерно с тромбоцит, были введены внутривенно. В месте сужения сосуда, поперечная сила расщепляет агрегаты и высвобождает покрытые tPA наночастицы, которые прикрепляются и деградируют сгустки крови. С помощью точного нацеливания и концентрации лекарства в месте закупорки удалось использовать дозу в 50 раз меньше нормальной. Нанотерапия существенно снижает сильные побочные эффекты в виде кровотечений, которые обычно обнаруживаются у стандартных видов лечения тромбозов.[30]
  • Наночастицы в виде РНК X-формы, способные нести четыре функциональных модуля, были созданы исследователями из Университета Кентуки. Эти молекулы РНК химически и термодинамически стабильны и способны оставаться неизменными в теле мыши в течение более 8 часов и сопротивляться деградации рибонуклеазой в потоке крови. Когда к четырём рукам этой молекуры присоединена комбинация различных активных агентов, например, малая интерферирующая РНК (для приглушения генов), микроРНК (для регуляции экспрессии генов), аптамер (для направления на цель) и рибозим (как катализатор), РНК X-формы может выполнять терапевтические и диагностические функции, регулируя экспрессию генов и функционирование клеток, и присоединяясь к раковым клеткам с точностью, улучшенной её поливалентной природой и синергичными эффектами дизайна.[31][32]
  • Ранняя фаза клинических испытаний платформы наночастиц "Миниклетка" для доставки лекарств была протестирована на пациентах с прогрессирующим и неизлечимым раком. Сделанные из мембран мутантных бактерий, миниклетки были заряжены паклитакселом и обёрнуты цетуксимабом - антителами, которые прикрепляются к рецептору эпидермального фактора роста (EGFR), который часто чрезмерно экспрессируется в раковых клетках; это служит устройством нацеливания на клетки опухоли. Клетки опухоли распознают бактерию, из которой были взяты миниклетки, считают её вторгающимся микроорганизмом и поглощают её. Когда миниклетка оказывается внутри, заряд противораковых лекарств убивает клетки опухоли. Миниклетка имеет размер 400 нм и больше, чем синтетические частицы, разработанные для доставки лекарств. Исследователи отметили, что большой размер даёт миниклеткам лучшие характеристики в плане побочных эффектов, поскольку миниклетки в основном просачиваются наружу из пористых кровеносных сосудов вокруг клеток опухоли и не достигают печени, пищеварительной системы и кожи. Эта фаза 1 клинических испытаний продемонстрировала, что лечение хорошо оценивается пациентами. Как платформенная технология, миниклеточная система доставки лекарств может быть использована для лечения множества различных видов рака разными противораковыми лекарствами в малых дозах и с меньшими побочными эффектами.[33][34]
  • Исследователи в исследовательском институте Методистского госпиталя в Хьюстоне создали "Лейкоподобные векторы" или LLV. LLV - это лекарствопереносящие кремниевые наночастицы, обёрнутые в липопротеин, снятый с мембран белых кровяных клеток, лейкоцитов. Обёрнутые наночастицы вели себя как лейкоциты и были способны избегать иммунной системы тела и гораздо дольше выживать in vivo, когда изучались на мышах. Учёные отметили, что LLV способен победить большое препятствие для наномедицинской доставки, обходя системы очистки в потоке крови, пересекая биологические барьеры и локализуясь на тканях цели благодаря лейкоцитоподобным компонентам. Ожидается, что в будущем синтетические мембраны заменят собранные с белых кровяных телец из-за ограниченности источников лейкоцитов.[35][36]

Доставка протеинов и пептидов

Протеины и пептиды производят множество биологических действий в теле человека, и они выглядят многообещающе для лечения различных лекарств и расстройств. Эти макромолекулы называются биофармацевтиками. Целенаправленная и/или контролируемая доставка этих биофармацевтиков с использованием наноматериалов, таких как наночастицы и дендримеры, - это новая область, названная нанобиофармацевтикой, а эти продукты названы нанобиофармацевтиками.

Применения и известные научные исследования

Рак

Схематическая иллюстрация показывает, как наночастицы и другие противораковые лекарства могут быть использованы для лечения рака.

Малый размер наночастиц наделяет их свойствами, которые могут быть очень полезными в онкологии, в особенности в получении снимков. Квантовые точки (наночастицы с квантово ограниченными свойствами, такими как настраиваемым по размеру световым излучением), когда используются вместе с МРТ (магнитно-резонансной томографией), могут производить отличные снимки в местах опухоли. Эти наночастицы значительно ярче, чем органические краски и требуют только одного источника света для активизации. Это означает, что использование флуоресцентных квантовых точек может произвести более контрастное изображение за меньшую стоимость, чем нынешние органические красители, используемые как контрастные вещества. Тем не менее, обратная сторона заключается в том, что квантовые точки обычно сделаны из довольно токсичных элементов.

Другое наносвойство, большое отношение площади поверхности к объёму, позволяет многим функциональным группам присоединяться к наночастице, что позволяет искать и присоединяться к определённым клеткам опухолей. Вдобавок, малый размер наночастиц (от 10 до 100 нанометров) позволяет им преимущественно скапливаться в местах опухолей (поскольку в опухоли есть нехватка эффективной лимфатической дренажной системы). Отличный вопрос для исследования - как сделать эти наночастицы, используемые для съёмок, более полезными в лечении рака. Для примера, возможно ли изготовить многофункциональные наночастицы, которые будут обнаруживать, снимать, а затем и лечить опухоль? Этот вопрос активно исследуется, ответ может обозначить будущее в лечении рака.[41] Многообещающий новый способ лечения рака, который может однажды заменить радиацию и химиотерапию, приближается к клиническим испытаниям на людях. Терапия Kanzius RF присоединяет микроскопические наночастицы к раковым клеткам и затем "изжаривает" опухоли внутри тела с помощью радиоволн, которые нагревают только наночастицы и близлежащие (раковые) клетки.

Сенсорные тестовые чипы, содержащие тысячи нанопроводов, способны обнаруживать протеины и другие биомаркеры, оставленные раковыми клетками, могут позволить обнаруживать и диагностировать рак на ранних стадиях и потребует лишь нескольких капель крови пациента.[42]

Основные доводы в пользу использования доставки лекарств основаны на трёх фактах: 1) эффективная инкапсуляция лекарств, 2) успешная доставка упомянутых лекарств к целевому региону тела, и 3) успешный выпуск лекарств там.

Исследователи из университета Райса под руководством проф. Дженнифера Веста, продемонстрировали использование нанооболочек диаметром 120 нм, покрытых золотом, для уничтожения раковых опухолей в мышах. Наночастицы могут быть нацелены на связывание с раковыми клетками при помощи соединения антител или пептидов с поверхностью нанооболочки. С помощью облучения зоны опухоли инфракрасным лазером, который проходит через плоть, не нагревая её, золото нагревается достаточно для смерти раковых клеток.[43]

Наночастицы селенида кадмия (квантовые точки) светятся при облучении ультрафиолетовым светом. Когда введены, они проникают внутрь раковых опухолей. Хирург может видеть светящуюся опухоль и использовать это как подсказку для более аккуратного удаления опухоли.

В фотодинамической терапии частица помещается внутрь тела и освещается светом, идущим снаружи. Свет поглощается частицей, и если частица металлическая, свет нагреет частицу и окружающую ткань. Свет также может использоваться для производства высокоэнергетических молекул кислорода, которые будут химически реагировать и уничтожать большинство органических молекул рядом с ними (например, опухоль). Терапия является привлекательной по многим причинам. Она не оставляет "токсического следа" реагирующих молекул по всему телу (как при химиотерапии), поскольку сосредоточена только там, где есть свет и есть частицы. Фотодинамическая терапия имеет потенциал неинвазивной процедуры для лечения заболеваний, выростов и опухолей.

Хирургия

В университете Райса продемонстрировали использование сварочного аппарата для плоти, чтобы сплавить два куска мяса курицы в один кусок. Дла куска мяса расположили в упор друг к другу. Зелёная жидкость, содержащая покрытые золотом нанооболочки, была налита вдоль шва. Инфракрасный лазер прошёл вдоль шва и сварил две стороны вместе. Эта технология может решить сложности и утечки крови, которые возникают, когда хирург пытается зашить артерии, которые были разрезаны во время трансплантации почки или сердца. Сварочный аппарат для плоти может идеально заваривать артерии.[44]

Визуализация

Отслеживание перемещений может помочь установить, как хорошо лекарства распределяются, и как идёт метаболизм. Сложно отследить маленькую группу клеток внутри тела, поэтому учёные обычно добавляют в клетки красители. Эти красители должны активироваться под действием света с определённой длиной волны. Пока красители разных цветов поглощали разные частоты света, требовалось много источников света в клетках. Способ обойти эту проблему - люминесцентные метки. Эти метки - это квантовые точки, соединённые с протеинами, которые могут проникать через мембраны клеток. Эти точки могут быть случайного размера, могут быть сделаны из биоинертного материала, и могут демонстрировать наноразмерное свойство, что цвет зависит от размера. Как результат, размеры выбираются так, что световая частота заставляет группу квантовых точек светиться, а другую группу - накалиться добела. Обе группы могут быть освещены одним источником света. Также был найден путь вставки наночастиц в определённые места тела, таким образом, чтобы свечение подсвечивало опухоль или сжатие, или проблему с органом.[45]

Тканевая инженерия

Нанотехнология может помочь восстановить или починить повреждённую ткань. "Тканевая инженерия" использует искусственно стимулированную пролиферацию клеток с использованием подходящих сделанных из наноматериалов опор и ростовых факторов. Как пример, кости могут быть выращены заново на опорах из углеродных нанотрубок.[46] Тканевая инженерия может заменить сегодняшние обычные способы лечения, такие, как трансплантация органов или искусственные имплантаты. Продвинутые формы тканевой инженерии могут привести к продлению жизни. Также из нанокристаллов фосфата кальция делаются искусственные костные композиты. [47]

Устойчивость к антибиотикам

Наночастицы могут использоваться при комбинированной терапии для снижения устойчивости к антибиотикам. Было показано, что наночастицы из оксида цинка могут уменьшить устойчивость к антибиотикам и улучшить антибактериальную активность Ципрофлоксацина против микроорганизма in vitro. Наночастицы могут взаимодействовать с различными протеинами, которые участвуют в сопротивлении антибиотикам или в фармакологических механизмах лекарств.[48]

Иммунный ответ

Фуллерены исследовались на свойство прерывать аллергическую/иммунную реакцию, не давая мастоцитам (которые вызывают аллергическую реакцию) выбрасывать гистамины в кровь и ткани, связываясь со свободными радикалами значительно лучше, чем любой из доступных сейчас антиоксидантов, включая витамин E.[49]

Артроскоп

Нанотехнология помогает продвинуть использование артроскопов, которые представляют собой устройства размером с карандаш и используются в хирургии со светом и камерами, что позволяет хирургам делать операции с меньшими разрезами. Чем меньше разрезы, тем быстрее лечение, что лучше для пациентов. Это также помогает найти способ сделать артроскоп меньше, чем прядь волос.[50]

Диагностические и медицинские устройства

  • Нанотехнология на чипе - это ещё одно измерение технологии "лаборатория на чипе". Магнитные наночастицы, привязанные к подходящему антителу, используются для пометки специфических молекул, структур или микроорганизмов. Золотые наночастицы, помеченные короткими сегментами ДНК, могут быть использованы для обнаружения генетической последовательности образца. Многоцветное оптическое кодирование для биологических образцов было достигнуто встраиванием квантовых точек различного размера в полимерные микробусы. Нанопорная технология для анализа нуклеиновых кислот конвертирует последовательности нуклеотидов напрямую в электронные сигнатуры.
  • Нанотехнология также открывает новые возможности в имплантируемых системах доставки, которые обычно более предпочтительны, чем использование вводимых лекарств, поскольку последнее часто демонстрирует кинетику первого порядка (концентрация в крови растёт быстро, но экспоненциально убывает с течением времени). Этот быстрый рост может вызывать проблемы с токсичностью, и эффективность лекарства может снижаться, когда концентрация падает за пределы требуемого диапазона.

Нейро-электронные интерфейсы

Нейро-электронные интерфейсы - это воображаемая цель, связанная с конструированием наноустройств, которые позволят компьютерам присоединяться к нервной системе. Идея требует построения молекулярной структуры, которая позволит управлять нервными импульсами и детектировать их на внешнем компьютере. Компьютеры будут способны интерпретировать, регистрировать и отвечать на сигналы, которые тело выдаёт, когда испытывает ощущения. Спрос на такие структуры огромен, так как многие болезни включают упадок нервной системы (амиотрофный поперечный и множественный склероз). Также многие ранения и инциденты могут ослаблять нервную систему, что приводит к нефункциональным системам и параплегии. Если компьютеры могут управлять нервной системой через нейроэлектронный интерфейс, проблемы, которые ухудшают систему, могут быть взяты под контроль, и эффект заболеваний и травм будет преодолён. При выборе источника питания для подобных приложений нужно решить, использовать стратегию с перезаправкой или без перезаправки. Перезаправляемая стратегия подразумевает, что энергия будет пополняться постоянно или переодически с помощью внешнего звукового, химического, привязного, магнитного или электрического источника. Неперезаправляемая стратегия подразумевает, что вся мощность будет браться из внутреннего хранилища энергии, и произойдёт остановка, когда энергия истощится.

У этой инновации есть ограничение: возможны электрические помехи. Электрические поля, электромагнитные импульсы (ЭМИ) и паразитные поля от других электрических устройств in vivo могут вызывать помехи. Также требуются толстые изоляторы для предотвращения утечки электронов, и высокая проводимость внутренностей организма вызывает риск внезапной потери напряжения и короткого замыкания. Также требуются толстые провода для подвода достаточных уровней напряжения без перегрева. Несмотря на то, что исследования ведутся, практический прогресс пока небольшой. Прокладка структуры проводов очень сложна, поскольку они должны быть точно позиционированы в нервной системе, чтобы они могли отслеживать и отвечать на нервные сигналы. Структуры, которые будут обеспечивать интерфейс, также должны быть совместимыми с иммунной системой тела, чтобы оставаться нетронутыми внутри тела в течение длительного времени.[51] Также эти структуры должны чувствовать ионные токи и быть способными направлять токи в противоположном направлении. Потенциал этих структур впечатляет, но сейчас нет прогнозов по времени, когда они появятся.

Медицинские применения молекулярной нанотехнологии

Молекулярная нанотехнология - это предполагаемая область нанотехнологии, относящаяся к возможности создания молекулярных ассемблеров, машин, которые могут переупорядочивать материю на молекулярном или атомарном масштабе. Молекулярная нанотехнология сейчас полностью теоретическая, пытается предвидеть, какие изобретения могут появиться в нанотехнологии и предложить планы для решения будущих вопросов. Предполагаемые элементы молекулярной нанотехнологии, такие как молекулярные ассемблеры и нанороботы, находятся далеко за пределами сегодняшних возможностей.

Нанороботы

Заявления о гипотетической возможности использования нанороботов[52] в медицине утверждают, что это полностью изменит мир медицины, когда будет реализовано. Наномедицина[1][51] воспользуется этими нанороботами (или Вычислительными Генами), внедрёнными в тело, чтобы починить или обнаружить повреждения и инфекции. Согласно Роберту Фрайтасу из Института Молекулярной Сборки, типичный работающий в крови медицинский наноробот может быть размером 0,5-3 мкм, поскольку это максимальный размер, допустимый для прохождения через капилляры. Углерод может использоваться как основной элемент для построения этих нанороботов в связи с присущей ему прочностью и другими характеристиками некоторых форм углерода (алмаз, фуллереновые композиты), и нанороботы могут быть собраны на настольных нанофабриках[53], специализированных для этой задачи.

Работа наноустройств может наблюдаться внутри тела с помощью ЯМР (ядерного магнитного резонанса), особенно если их компоненты будут сделаны в основном из углерода-13, а не натурального изотопа углерода-12, поскольку углерод-13 имеет ненулевой ядерный магнитный момент. Медицинские наноустройства могут быть введены в тело человека, а затем отправиться на работу в нужный орган или ткань. Врач будет наблюдать за прогрессом и проверять, что наноустройства выбрали правильный регион для лечения. Врач также сможет просканировать секцию тела и увидеть наноустройства, сгруппировавшиеся вокруг своей цели (например, опухоли), чтобы убедиться, что процедура прошла успешно.

Машины ремонта клеток

Используя лекарства и хирургию, врачи могут только помогать тканям чинить себя. Эрик Дрекслер утверждает, что с молекулярными машинами станет возможен ремонт напрямую.[6] Клеточный ремонт будет включать те задачи, которые уже доказаны живыми системами как возможные. Доступ в клетки возможен, поскольку биологи могут вставлять иглы в клетки, не убивая их. Таким образом, молекулярные машины могут входить в клетку. Также все специфические биохимические взаимодействия показывают, что молекулярные системы могут распознавать другие молекулы при соприкосновении, строить или перестраивать каждую молекулу в клетке, и могут разбирать повреждённые молекулы. Наконец, существование размножающихся клеток доказывает, что молекулярные системы могут собирать каждую систему, которая есть в клетке. Следовательно, так как природа демонстрирует простые операции, которые требуются для ремонта клетки на молекулярном уровне, в будущем системы на базе наномашин будут построены так, чтобы умели входить в клетки, находить различия со здоровой клеткой, и вносить модификации в структуру.

Медицинские возможности таких машин ремонта клеток впечатляют. По размеру они сравнимы с вирусами или бактериями, а их компактные части могут помочь им быть более сложными. Ранние машины будут специализированными. Проходя через мембраны, путешествуя через ткани и входя в клетки и вирусы, машины смогут только починить какое-то молекулярное повреждение вроде повреждения ДНК или нехватку энзимов. Позднее, молекулярные машины будут запрограммированы на большее число возможностей с помощью продвинутых систем ИИ.

Нанокомпьютеры потребуются, чтобы управлять этими машинами. Эти компьютеры будут давать машинам команды осматривать, разбирать и перестраивать повреждённые молекулярные структуры. Машины ремонта смогут чинить целые клетки, структуру за структурой. Далее, обрабатывая клетку за клеткой и ткань за тканью, смогут починить целые органы. Наконец, обрабатывая орган за органом, они восстановят здоровье всего тела. Клетки, повреждённые до состояния неактивности, могут быть отремонтированы ввиду возможности наномашины строить клетки с нуля. Исходя из этого, наномашины смогут освободить медицину от зависимости от саморемонта организма. [6]

См. также

Источники

Примечания

  1. ↑ 1 2 Nanomedicine, Volume I: Basic Capabilities, by Robert A. Freitas Jr. 1999, ISBN 157059645X
  2. ↑ Editorial. (2006). "Nanomedicine: A matter of rhetoric?". Nat Materials. 5 (4): 243. doi:10.1038/nmat1625. {{cite journal}}: Внешняя ссылка в |title= (справка)
  3. ↑ Wagner V, Dullaart A, Bock AK, Zweck A. (2006). "The emerging nanomedicine landscape". Nat Biotechnol. 24 (10): 1211—1217. doi:10.1038/nbt1006-1211. PMID 17033654.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  4. ↑ Freitas RA Jr. (2005). "What is Nanomedicine?" (PDF). Nanomedicine: Nanotech. Biol. Med. 1 (1): 2—9. doi:10.1016/j.nano.2004.11.003. PMID 17292052.
  5. ↑ Nanotechnology in Medicine and the Biosciences, by Coombs RRH, Robinson DW. 1996, ISBN 2-88449-080-9
  6. ↑ 1 2 3 Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology|, by K.Eric Drexler. 1986, ISBN 0385199732
  7. ↑ Nanotechnology: A Gentle Introduction to the Next Big Idea, by MA Ratner, D Ratner. 2002, ISBN 0131014005
  8. ↑ Nanospectra Biosciences, Inc. – Publications (http://www.nanospectra.com/clinicians/spublications.html)
  9. ↑ Mozafari, M.R. (ed), (2006) Nanocarrier Technologies: Frontiers of Nanotherapy (Chapters 1 and 2) pages 10–11, 25–34
  10. ↑ Bertrand N, Bouvet C, Moreau P and Leroux JC. (2010). "Transmembrane pH-Gradient Liposomes To Treat Cardiovascular Drug Intoxication". ACS Nano. 4 (12): 7552—7558. doi:10.1021/nn101924a.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  11. ↑ doi:10.1016/j.crhy.2011.06.001
    Вы можете подставить цитату вручную или с помощью бота.
  12. ↑ Mashaghi S., Jadidi T., Koenderink G., Mashaghi A. (2013). "Lipid Nanotechnology". Int. J. Mol. Sci. 2013 (14): 4242—4282. doi:10.3390/ijms14024242.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка) Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)
  13. ↑ University of Waterloo, Nanotechnology in Targeted Cancer Therapy, http://www.youtube.com/watch?v=RBjWwlnq3cA 15 January 2010
  14. ↑ LaVan DA, McGuire T, Langer R. (2003). "Small-scale systems for in vivo drug delivery". Nat Biotechnol. 21 (10): 1184—1191. doi:10.1038/nbt876. PMID 14520404.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  15. ↑ Cavalcanti A, Shirinzadeh B, Freitas RA Jr, Hogg T. (2008). "Nanorobot architecture for medical target identification". Nanotechnology. 19 (1): 015103(15pp). Bibcode:2008Nanot..19a5103C. doi:10.1088/0957-4484/19/01/015103.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  16. ↑ Allen TM, Cullis PR. (2004). "Drug Delivery Systems: Entering the Mainstream". Science. 303 (5665): 1818—1822. Bibcode:2004Sci...303.1818A. doi:10.1126/science.1095833. PMID 15031496.
  17. ↑ Walsh MD, Hanna SK, Sen J, Rawal S, Cabral CB, Yurkovetskiy AV, Fram RJ, Lowinger TB, Zamboni WC (2012). "Pharmacokinetics and antitumor efficacy of XMT-1001, a novel, polymeric topoisomerase I inhibitor, in mice bearing HT-29 human colon carcinoma xenografts". Clin. Cancer Res. 18 (9): 2591—602. doi:10.1158/1078-0432.CCR-11-1554. PMID 22392910.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  18. ↑ Chu KS, Hasan W, Rawal S, Walsh MD, Enlow EM, Luft JC, Bridges AS, Kuijer JL, Napier ME, Zamboni WC, Desimone JM. "Plasma, tumor and tissue pharmacokinetics of Docetaxel delivered via nanoparticles of different sizes and shapes in mice bearing SKOV-3 human ovarian carcinoma xenograft". Nanomedicine. doi:10.1016/j.nano.2012.11.008. PMID 23219874.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  19. ↑ Caron WP, Song G, Kumar P, Rawal S, Zamboni WC (2012). "Interpatient pharmacokinetic and pharmacodynamic variability of carrier-mediated anticancer agents". Clin. Pharmacol. Ther. 91 (5): 802—12. doi:10.1038/clpt.2012.12. PMID 22472987.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  20. ↑ Bertrand N, Leroux JC. (2011). "The journey of a drug carrier in the body: an anatomo-physiological perspective". Journal of Controlled Release. doi:10.1016/j.jconrel.2011.09.098.
  21. ↑ Nagy ZK, Zsombor K. (2011). "Comparison of Electrospun and Extruded Soluplus-Based Solid Dosage Forms of Improved Dissolution". Journal of Pharmaceutical Sciences. 101 (1): n/a. doi:10.1002/jps.22731. PMID 21918982. {{cite journal}}: Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка)
  22. ↑ Minchin, Rod (2008). "Sizing up targets with nanoparticles". Nature nanotechnology. 3 (1): 12—13. Bibcode:2008NatNa...3...12M. doi:10.1038/nnano.2007.433. PMID 18654442.
  23. ↑ Paclitaxel (Abraxane). U.S. Food and Drug Administration (11 октября 2012). Дата обращения: 10 декабря 2012.
  24. ↑ Martis, Elvis A. (2012). "Nanotechnology based devices and applications in medicine: An overview". Chronicles of Young Scientists. 3 (1): 68—73. {{cite journal}}: Неизвестный параметр |coauthors= игнорируется (|author= предлагается) (справка); Неизвестный параметр |month= игнорируется (справка)
  25. ↑ Hollmer M. Carbon nanoparticles charge up old cancer treatment to powerful effect. FierceDrugDelivery.com (17 февраля 2012). Дата обращения: 23 февраля 2012.
  26. ↑ Garde, Damian. ’Chemo bomb’ nanotechnology effective in halting tumors. fiercedrugdelivery.com (25 апреля 2012). Дата обращения: 9 мая 2012.
  27. ↑ Peiris, Pubudu; Bauer, Lisa; Toy, Randall; Tran, Emily; Pansky, Jenna; Doolittle, Elizabeth; Schmidt, Erik; Hayden, Elliott; Mayers, Aaron; Keri, Ruth; Griswold, Mark; Karathanasis, Efstathios (2012). "Enhanced Delivery of Chemotherapy to Tumors Using a Multicomponent Nanochain with Radio-Frequency-Tunable Drug Release". ACS NANO. American Chemical Society. doi:10.1021/nn300652p. Дата обращения: 9 мая 2012.
  28. ↑ Trafton, Anne. Target: Drug-resistant bacteria. MIT news (4 мая 2012). Дата обращения: 24 мая 2012.
  29. ↑ Radovic-Moreno, Aleksandar; Lu, Timothy; Puscasu, Vlad; Yoon, Christopher; Langer, Robert; Farokhzad, Omid (2012). "Surface Charge-Switching Polymeric Nanoparticles for Bacterial Cell Wall-Targeted Delivery of Antibiotics". ACS Nano. 2012 (6(5)). ACS Publications: 4279—4287. doi:10.1021/nn3008383. Дата обращения: 24 мая 2012.
  30. ↑ 1 2 Wyss Institute, Harvard’s Wyss Institute Develops Novel Nanotherapeutic that Delivers Clot-Busting Drugs Directly to Obstructed Blood Vessels, 5 July 2012
  31. ↑ Nourmohammadi, Nesa. New Study Shows Promise in Using RNA Nanotechnology to Treat Cancers and Viral Infections. FierceDrugDelivery (5 сентября 2012). Дата обращения: 21 сентября 2012.
  32. ↑ Haque, Farzin; Shu, Dan; Shu, Yi; Shlyakhtenko, Luda; Rychahou, Piotr; Evers, Mark; Guo, Peixuan (2012). "Ultrastable synergistic tetravalent RNA nanoparticles for targeting to cancers". Nanotoday. 7 (4). ScienceDirect: 245—257. doi:10.1016/j.nantod.2012.06.010.
  33. ↑ Elvidge, Suzanne. Bacterial 'minicells' deliver cancer drugs straight to the target. fiercedrugdelivery.com (11 ноября 2012). Дата обращения: 10 декабря 2012.
  34. ↑ First trial in humans of ‘minicells’: a completely new way of delivering anti-cancer drugs. fiercedrugdelivery.com (12 ноября 2012). Дата обращения: 10 декабря 2012.
  35. ↑ Gibney, Michael. Cloaked nanoparticles look like blood cells, carry drugs. fiercedrugdelivery.com (1 февраля 2013). Дата обращения: 4 марта 2013.
  36. ↑ Tasciotti, Ennio; Parodi, Alessandro; Quattrocchi, Nicoletta; van de Ven, Anne; Chiappini, Ciro; Evangelpoulos, Michael; Martinex, Jonathan; Brown, Brandon; Khaled, Sm (2012). "Synthetic nanoparticles functionalized with biomimetic leukocyte membranes possess cell-like functions". Nature Nanotechnology. 8. Nature: 61—68. doi:10.1038/nnano.2012.212.
  37. ↑ Laurance, Jeremy (18 November 2012). "Scientists develop nanoparticle method to help tackle major diseases". The Independent. Дата обращения: 11 декабря 2012.
  38. ↑ Miller, Stephen; Getts, Daniel; Martin, Aaron; McCarthy, Derrick; Terry, Rachael; Hunter, Zoe; Yap, Woon; Getts, Meghann; Pleiss, Michael (2012). "Microparticles bearing encephalitogenic peptides induce T-cell tolerance and ameliorate experimental autoimmune encephalomyelitis". Nature Biotechnology. 30 (12). Nature: 1217—1224. doi:10.1038/nbt.2434.
  39. ↑ Gibney, Michael. UCLA team snuffs cancer cells with nanoshell delivery. fiercedrugdelivery.com (7 февраля 2013). Дата обращения: 5 марта 2013.
  40. ↑ Zhao, Muxun; Hu, Biliang; Gu, Zhen; Joo, Kye-Il; Wang, Pin; Tang, Yi (2013). "Degradable polymeric nanocapsule for efficient intracellular delivery of a high molecular weight tumor-selective protein complex". Nano Today. 8 (1). sciencedirect.com: 11—20. doi:10.1016/j.nantod.2012.12.003.
  41. ↑ Nie, Shuming, Yun Xing, Gloria J. Kim, and Jonathan W. Simmons (2007). "Nanotechnology Applications in Cancer". Annual Review of Biomedical Engineering. 9: 257—88. doi:10.1146/annurev.bioeng.9.060906.152025. PMID 17439359.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  42. ↑ Zheng G, Patolsky F, Cui Y, Wang WU, Lieber CM. (2005). "Multiplexed electrical detection of cancer markers with nanowire sensor arrays". Nat Biotechnol. 23 (10): 1294—1301. doi:10.1038/nbt1138. PMID 16170313.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  43. ↑ Loo C, Lin A, Hirsch L, Lee MH, Barton J, Halas N, West J, Drezek R. (2004). "Nanoshell-enabled photonics-based imaging and therapy of cancer". Technol Cancer Res Treat. 3 (1): 33—40. PMID 14750891.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  44. ↑ Gobin AM, O'Neal DP, Watkins DM, Halas NJ, Drezek RA, West JL. (2005). "Near infrared laser-tissue welding using nanoshells as an exogenous absorber". Lasers Surg Med. 37 (2): 123—9. doi:10.1002/lsm.20206. PMID 16047329.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  45. ↑ Coffey, Rebecca (2012). "20 Things You Didn't Know About Nanotechnology". Discover. 31 (6): 96. {{cite journal}}: |access-date= требует |url= (справка); Неизвестный параметр |month= игнорируется (справка)
  46. ↑ Hisao Haniu, Naoto Saito, Yoshikazu Matsuda, Tamotsu Tsukahara, Yuki Usui, Nobuyo Narita, Kazuo Hara, Kaoru Aoki, Masayuki Shimizu, Nobuhide Ogihara,6 Seiji Takanashi, Masanori Okamoto, Shinsuke Kobayashi, Norio Ishigaki, Koichi Nakamura, and Hiroyuki Kato. (2013). "Basic Potential of Carbon Nanotubes in Tissue Engineering Applications". Journal of Nanomaterials. 2012 (2012) (2): 10. doi:10.1002/lsm.20206. PMID 16047329.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка) Википедия:Обслуживание CS1 (числовые имена: authors list) (ссылка)
  47. ↑ Nanotechnology Information Center: Properties, Applications, Research, and Safety Guidelines. en:American Elements.
  48. ↑ Banoee, M.; Seif, S.; Nazari, Z. E.; Jafari-Fesharaki, P.; Shahverdi, H. R.; ; Moballegh, A.; Moghaddam, K. M.; Shahverdi, A. R. (2010). "ZnO nanoparticles enhanced antibacterial activity of ciprofloxacin against Staphylococcus aureus and Escherichia coli". J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 93 (2): 557—61. doi:10.1002/jbm.b.31615. PMID 20225250.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  49. ↑ Abraham, Sathya Achia Researchers Develop Buckyballs to Fight Allergy. Virginia Commonwealth University Communications and Public Relations (20). Дата обращения: 4 ноября 2010.
  50. ↑ Hall, J. Storrs. Nanofuture : what's next for nanotechnology. — Amherst, NY : Prometheus Books, 2005. — ISBN 978-1591022879.
  51. ↑ 1 2 Nanomedicine, Volume IIA: Biocompatibility, by Robert A. Freitas Jr. 2003, ISBN 1-57059-700-6
  52. ↑ Freitas, Robert A., Jr.; Havukkala, Ilkka (2005). "Current Status of Nanomedicine and Medical Nanorobotics" (PDF). Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. 2 (4): 1—25. doi:10.1166/jctn.2005.001.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  53. ↑ Nanofactory Collaboration
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Наномедицина&oldid=57818894