Современные технологии в области синтеза лекарственных препаратов

Оглавление
Введение 3
Современные технологии в области синтеза лекарственных препаратов 5
1. Перспективы применения нанобиотехнологий в фармацевтической промышленности 5
2. Биологические микрочипы 11
3. Биотехнологические лекарственные средства и биоподобные препараты 13
4. Мультифункциональные дендритные молекулы: синтез и свойства 17
Заключение 21
Список литературы 23

Вязкость PAMAM-дендримеров зависит не от размера молекулы (как это характерно для линейных полимеров), а главным образом от конформационного состояния молекулы и плотности ее упаковки, даже для старших поколений [22].
В дендритных полимерах благодаря их древовидной архитектуре количество терминальных групп может быть очень высоким. Степень ионизации этих групп в водных растворах зависит от pH, в результате чего дендримеры при определенных условиях могут образовывать интерполиэлектролитные комплексы с противоположно заряженными молекулами. Это позволяет использовать дендримеры в качестве молекулярных наноконтейнеров для доставки лекарственных препаратов (ЛП) и генетических конструкций в клетки [24].
На данный момент в биомедицинских исследованиях широко применяются симметричные (см. рис. 5, а) и асимметричные (рис. 5, г) дендритные молекулы, преимущественно PAMAM- и PPI-дендримеры (рис. 5, в) [25].
Рис. 3. Схемы конвергентного (а–в) и дивергентного (г–е) синтеза дендримеров. Последовательность поколений, увеличивающихся при каждом цикле синтеза: а, г – 1-е поколение, б, д – 2-е, в, е – 3-е; 1-е –защищенные, 2-е поколение – неактивные химические группы
PAMAM-дендримеры имеют симметричное строение, которое обусловлено конденсацией мономеров на терминальных первичных амино-группах предшествующего поколения, которые после этого становятся третичными. PAMAM-дендримеры характеризуются регулярным древовидным ветвлением с радиальной симметрией. Плотная звездообразная топология достигается упорядоченной сборкой органических мономеров в концентрические дендритные ряды вокруг ядра.
PAMAM-дендримеры – один из наиболее изученных на сегодняшний день классов. Их размеры в зависимости от поколения колеблются от 1,1 нм (для G1) до 12,4 нм (для G10) [2]. PAMAM-дендримеры обладают хорошей растворимостью в полярных растворителях. Наличие относительно неполярных внутренних полостей в сочетании с полярной гидрофильной поверхностью позволяет включать в эти полости гидрофобные ЛП, тем самым повышая их растворимость и стабильность в водных растворах [13]. Помимо этого, присутствие на поверхности дендримеров большого количества функциональных групп (NH2-, COOH- и OH-), предоставляет широкие возможности для таких модификаций, как ковалентное конъюгирование с ЛП или изменение биологических свойств путем введения тех или иных группировок [7, 9, 12]. Поскольку терминальных функциональных групп очень много (от 8 NH2-групп для PAMAM-дендримеров 1-го поколения, до 512 – у 7-го поколения), к одной молекуле дендримера можно присоединить значительное количество молекул ЛC или других биологически активных соединений. PAMAM-дендримеры не иммуногенны [3] и способны проникать через гематоэнцефалический барьер [8]. Благодаря таким свойствам, дендримеры являются хорошей альтернативой традиционным полимерам в качестве биосовместимых систем доставки ЛC.
Заключение
Слияние нанотехнологии и медицины, которое мы сегодня наблюдаем, позволяет развиваться новым технологиям, о существовании и применении которых ранее не задумывались.
На сегодняшний день исследовательские коллективы добились значительного прогресса в диагностике и лечении рака, используя разнообразные полимерные носители, в том числе и дендримеры. Общая задача таких комплексов состоит в том, чтобы, не затронув ни одну из множества типов здоровых тканей организма, избирательно доставить ЛC в опухолевую ткань и обеспечить реализацию токсического противоопухолевого эффекта.
Революционные преобразования в биологии и медицине, которые могут быть осуществлены благодаря внедрению передовых нанотехнологий, реалистичны, однако требуют значительных затрат и достаточно длительного внедренческого периода. По нашему мнению, ближе всего к действительному практическому использованию можно отнести исследования в области разработки адресных средств доставки лекарств и «терапевтических» генетических элементов на основе наноматериалов (фуллеренов, дендроцитов, нанолипидных структур и т.п.). Такие наноносители, снабженные лигандными элементами «прицеливания», позволяют существенно повысить эффективность профилактики и лечения ряда наследственных и соматических заболеваний.
Также следует отметить, что междисциплинарный характер нанотехнологий, особенно нанобиомедицины, абсолютная новизна и, возможно, необычность методологий и исследовательской деятельности делают необходимой постановку вопроса о подготовке специалистов – нанобиотехнологов различных профилей. Эти вопросы должны быть решены стратегически грамотно, оперативно и на государственном уровне.
К сожалению, внедрение этих современных диагностических средств в практическую медицину происходит медленнее, чем этого требуют обстоятельства. Основным заказчиком таких новейших лекарств является Министерство здравоохранения и социального развития РФ. Очевидно, что экспрессные средства диагностики инфекционных заболеваний и мониторинга окружающей среды не менее необходимы и Министерству обороны РФ, и Министерству по чрезвычайным ситуациям РФ, и другим ведомствам.
Список литературы
Пиотровский Л.Б. Наномедицина как часть нанотехнологий // Вестник Российской академии медицинских наук. 2010. № 3. С. 41-46.
Степаненко В.И., Чекман И.С., Коляденко В.Г., Глухенький Б.Т., Степаненко Р.Л., Коновалова Т.С., Горпинич О.П., Туркевич А.Ю. Нанотехнологии, наномедицина.новые терапевтические горизонты применения нановисмута в комплексном лечении поздних форм сифилитической инфекции // Украинский журнал дерматологии, венерологии, косметологии. 2010. № 1 (36). С. 109-118.
Логинов Г.А. Нанотехнология и наномедицина // Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2014. Т. 4. № 5. С. 889.
Сердюкова Е.В. Наномедицина: современное состояние и перспективы развития. В сборнике: Новые материалы и технологии: состояние вопроса и перспективы развития сборник материалов Всероссийской молодежной научной конференции. Саратов, 2014. С. 78-81.
Филипцев Д.А., Головин В.С. Наномедицина - современный этап развития медицины // Молодежный научно-технический вестник. 2014. № 9. С. 13.
Мусабаева Б.Х., Мурзагулова К.Б., Оразжанова Л.К., Сабитова А.Н. Наночастицы металлов в медицине и фармации // Наука и здравоохранение. 2012. № 5. С. 33-35.
Хальфин Р.А., Таджиев И.Я. Новые вызовы стандартизации: современное состояние, перспективы и факторы развития биомедицинских инновационных технологий в США // Проблемы стандартизации в здравоохранении. 2013. № 9-10. С. 3-10.
Зиньковская Н.В., Толстопятенко М.А. Проблемы формирования интегрированного медико-фармацевтического комплекса // Сборник научных трудов вузов России "Проблемы экономики, финансов и управления производством". 2012. № 32. С. 123-129.
Никитин М.П. Многофункциональные магнитоуправляемые нано- и микроагенты и методы их регистрации in vivo для биомедицинских применений. Автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук: 03.01.03 / Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук. Москва, 2013
Клячко Н.Л., Зайцева Е.А., Ефременко Е.Н., Кост О.А., Маникам Д., Нуколова Н.В., Мажуга А.Г., Головин Ю.И.Ю.И., Легоцкий С.А., Филатова Л.Ю., Мирошников К.А., Абакумов М.А., Лягин И.В., Чеснокова Н.Б., Никольская И.И., Биневский П.В., Морозова А.Ю., Ефремова М.В., Кузнецов А.А., Рудаковская П.Г. и др. Новые бионаносистемы для медицинского применения. развитие технологии «nanozyme» в московском государственном университете имени М.В. Ломоносова // Вестник Московского университета. Серия 2: Химия. 2014. Т. 55. № 3. С. 139-147.
Колесников С.И., Ларичев А.Д. Нано ли это человечеству? // Ремедиум. Журнал о российском рынке лекарств и медицинской технике. 2011. № 2. С. 11-14.
Тараховский Ю.С. «Интеллектуальные» липосомальные наноконтейнеры в биологии и медицине (обзор) // Биохимия. 2010. Т. 75. № 7. С. 620-935.
Волохова Н.В., Пахомова О.А. О важности биоэтического обеспечения инновационного развития биомедицинских технологий // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2014. № 5-4. С. 109-112.
Файн Марон Д. Творим наночудеса // В мире науки. 2015. № 5-6. С. 104-108.
Черных В.В. Сравнительный анализ методов синтеза наночастиц для лекарственных препаратов // Международный студенческий научный вестник. 2014. № 2. С. 21.
Дулов А.Е., Челушкин П.С., Буров С.В. Синтез пирувоил-полилизина - потенциального носителя лекарственных препаратов // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 4. Физика. Химия. 2014. Т. 1. № 1. С. 126-132.
Хонина Т.Г., Шадрина Е.В., Иваненко М.В., Штанько И.Н., Ларченко Е.Ю., Чупахин О.Н. Золь-гель синтез новых фармакологически активных гидрогелей на основе полиолатов биогенных элементов - потенциальных лекарственных препаратов для местного применения в медицинской и ветеринарной практике. В книге: Международный симпозиум «химия для биологии, медицины, экологии и сельского хозяйства» ISСНЕМ 2015 Тезисы докладов Международного симпозиума. Санкт-Петербург, 2015. С. 21.
Скачилова С.Я., Шилова Е.В., Митрохин Н.М. Синтез биологически активных веществ и биофармацевтические аспекты полиморфных и сольватоморфных модификаций // Известия Академии наук. Серия химическая. 2014. № 5. С. 1057.
Королева Е.В., Игнатович Ж.И., Синютич Ю.В., Гусак К.Н. Производные аминопиримидина как ингибиторы протеинкиназ. молекулярный дизайн, синтез и биологическая активность // Журнал органической химии. 2016. Т. 52. № 2. С. 159-196.
Наумов А.В. Рациональность и здравомыслие‌‌ в планировании терапии болевых синдромов // Consilium Medicum. 2011. Т. 13. № 9. С. 96-99.
Проценко М.В., Ягудина Р.И. Биотехнологические лекарственные средства и биоподобные препараты: обзор практического применения и нормативной базы регулирования обращения // Фармакоэкономика. Современная фармакоэкономика и фармакоэпидемиология. 2010. Т. 3. № 4. С. 13-21.
Яббаров Н.Г., Посыпанова Г.А., Воронцов Е.А. Мультифункциональные дендритные молекулы: перспективы применения в медицине и биологии // Молекулярная медицина. 2012. № 6. С. 37-45.
Власов В.В., Пышный Д.В., Зенкова М.А., Воробьев П.Е. Комплементарные здоровью прошлое, настоящее и будущее антисмысловых технологий // Наука из первых рук. 2014. № 1 (55). С. 38-49.
Уваров Н.А., Лазарева Е.Е., Алексеев В.К., Блынская Е.В., Морозов В.А., Морозов Ю.А. Проведение и оценка сравнительного фармакокинетического и токсикологического исследования капсул тамсулозина модифицированного высвобождения // Владикавказский медико-биологический вестник. 2012. Т. XIV. № 22. С. 84-92.
Тренин А.С. Методология поиска новых антибиотиков: состояние и перспективы // Антибиотики и химиотерапия. 2015. Т. 60. № 7-8. С. 34-46.
4