Многофункциональные наночастицы или наносомы; динамические наноплатформы ( англ. multifunctional nanoparticles (in medicine) ) — наноразмерные однослойные липосомы ; наночастицы и их комплексы, способные выполнять несколько медицинских задач, например, служить диагностическим контрастным агентом, биосенсором, вектором для направленной доставки лекарств , оказывать терапевтическое воздействие.

Описание

Разработаны многофункциональные, или так называемые динамические наноплатформы (наносомы), и текто- дендримеры , состоящие из соединяемых друг с другом наномодулей, каждый из которых выполняет определенную функцию. Одни наночастицы могут нести лекарственные вещества, другие — молекулы узнавания и адресной доставки, третьи наноструктуры в составе наносомы могут выполнять роль биосенсоров (pH, редокс-потенциала, мембранного потенциала и др.), четвертые могут быть оснащены наноантеннами из нанокристаллов золота, вызывающими нагревание наносомы при помещении в электромагнитное поле определенной частоты. Применение суперпарамагнитных наночастиц в составе наносом позволяет визуализировать их местонахождение в организме с помощью томографических методов. На основе флуоресцентных технологий созданы наномодули, способные сигнализировать о процессах гибели опухолевых клеток и других результатах наномедицинских воздействий. В зависимости от решаемых врачом задач, наносомы могут собираться из различных функциональных модулей и осуществлять определенные виды деятельности в организме, такие, как мониторинг внутренней среды, нахождение и визуализация целевых клеток, доставка лекарств и их контролируемое высвобождение, сообщение о результатах терапии. Вариантами немодульных многофункциональных наночастиц являются модифицированные вирусные капсиды , при сборке которых возможно изменять как состав содержимого капсида (груз), так и состав поверхностных молекул капсида, определяющих направленную доставку и сенсорные функции. Наносомы и другие упомянутые многофункциональные наноустройства можно рассматривать как отдаленный прообраз нанороботов медицинского назначения.

На рисунке приведена общая схематическая полимерная модель многофункциональной наночастицы медицинского назначения. Солюбилюзирующий блок (это может быть и сама по себе полимерная цепь) обеспечивает функционирование наночастицы в биологической среде (крови, лимфе и т. п.). При этом гидрофильность / гидрофобность , электростатический заряд, его плотность влияют на фармакокинетику и фармакодинамику препарата. Полимерные цепи могут весьма различаться по стабильности, размерам, составу, присутствию специальных доменов (например, гидрофобных вставок). Интервал значений молекулярной массы полимеров важен для мембранной проницаемости препарата (преодоление гематоэнцефалического барьера , стимуляция эндоцитоза ). Лекарственный агент (фармакон) может быть связан с полимерной основой (или заключен напрямую в наноконтейнер) через биоразрушаемую или стабильную связь, сам же фармакон связывается в форме либо неактивного предшественника лекарства, либо как активный метаболит (активное начало лекарственного препарата). «Нацеливающее устройство» действует в качестве вектора (возможно, это молекулы антител , молекулярные компоненты, появляющиеся в зоне поражения, белковые домены со специфическими сорбционными/связывающими свойствами и т. п.), направляющего наночастицу к определенному участку ткани или органу-«мишени». Приобретаемая конъюгатом в биосистеме конформация способствует формированию на его основе многофункциональной наночастицы медицинского назначения.

Источники

• Freitas, R. A. Current status of nanomedicine and medical nanorobotics // J. Comp. Theo. Nanosci. 2005. V. 2. P. 1–25.
• Журн. Всесоюзн. Хим. Общества им. Д.И. Менделеева. Номер посвящён направленному транспорту лекарств. 1987. Т. 34, №5.

Ссылки

• При написании этой статьи использовался материал из издания « Словарь нанотехнологических терминов » (2009—…), доступного по лицензии Creative Commons .