CC BY
32
ПЕРЕДОВАЯ СТАТЬЯ
НОВЫЕ ВЫЗОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПЕРСПЕКТИВЫ И ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В США
Р.А. Хальфин1, И.Я. Таджиев2
Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова
Торговое представительство Российской Федерации в Соединенных Штатах Америки
Представлена оценка сравнительной и статистической информации об исследованиях и разработках, патентной деятельности и промышленном производстве в области нано-технологий в США. Показаны области применения, перспективы развития, потенциальные возможности и негативные последствия использования нанопродуктов в медицине.
Ключевые слова: нанотехнология, нанопродукты, наномедицина
Нанотехнология как наука возникла в результате развития и слияния целого ряда научных направлений в физике, химии и биологии, а также практического применения многих фундаментальных достижений науки, полученных за долгое время и только сейчас ставших основой новых технологий. Однако до сих пор не существует ее четкого определения, хотя важность этого очевидна в связи с необходимостью сбора, систематизации и оценки сравнительной и статисти-
1 Хальфин Руслан Альбертович — д-р мед. наук, профессор, Президент ЗАО «МАКС-М», зав. кафедрой организации здравоохранения, медицинской статистики и информатики Факультета управления и экономики здравоохранения Первого МГМУ им. И.М. Сеченова; тел.: (499) 763-68-02; e-mail: [email protected].
2 Таджиев Ислам Якубович — д-р мед. наук, профессор, врач-терапевт Торгового представительства Российской Федерации в Соединенных Штатах Америки; e-mail: [email protected].
ческой информации об исследованиях и разработках, патентной деятельности и промышленном производстве в области нанотехнологии.
Несмотря на существенные различия в терминологии, все краткие определения нанотехнологии отражают три существенных аспекта:
— контроль над материей на уровне атомов и молекул;
— предельный переход с условным рубежом в 100 нм, при котором правила классической физики заменяются эффектами квантовой механики;
— конвергенция с информационными технологиями и биотехнологией для разработки инновационных продуктов.
Особенностью нанотехнологий является возможность их неограниченного применения в различных областях науки и техники, биосферы человека, в связи с чем они рассматриваются как базис для совершенно нового технологического
уклада экономики. В перспективе до 2030 г. предполагается формирование глобальной тенденции к переходу мировой экономики на новую технологическую базу.
Учитывая это, развитые страны и многие крупнейшие бизнес-организации, являющиеся мировыми лидерами в различных областях, инвестируют огромные финансовые ресурсы в данную сферу, стремясь занять формирующиеся ниши в новом рыночном пространстве, создаваемом активным развитием нанотехнологий.
В настоящее время мировая промышленность использует инновационные технологии в процессе производства как минимум 80 групп потребительских товаров и свыше 600 видов сырьевых материалов, комплектующих изделий и промышленного оборудования. Основными на-номатериалами, имеющими рост, превышающий 140%, являются наночастицы, квантовые точки, фуллерены, нанотрубки и дендримеры, и их доля в объеме продаж составляет 97,5%. Наиболее быстро растущим сегментом наноматериалов являются нанотрубки, ежегодный рост объема их продаж прогнозируется на уровне 173% [1,2].
Наноиндустрия признана одной из наиболее быстро растущих и коммерчески привлекательных, перспективных отраслей. В 2006 г. в мире было реализовано нанопродукции на сумму 50 млрд долл. США, а к 2015 г. объем рынка товаров, в которых будут использоваться на-нотехнологии, по разным оценкам, достигнет 1,0—3,1 трлн. долл. США, что составит 1,5—2% произведенных в мире товаров, содержащих на-номатериалы. Столь резкий рост объема рынка подтверждается параллельным прогнозом о значительном росте использования нанобиотехноло-гической продукции в медицинских и фармацевтических продуктах, включая наноимплантаты и искусственные органы и ткани.
В мировой наноиндустрии будет задействовано около 20 тыс. предприятий, из них больше половины в США, с занятостью до 2 млн человек. Мировой рынок нанотехнологий в ближайшие десять лет в 2 раза превзойдет медицинский рынок в его нынешнем виде. Через 3—5 лет начнется активный передел рынка, который завершится к 2020 г. Ожидается, что рынок нанотехнологий будет расти на 21—40% в год, но надо отметить, что самые оптимистичные прогнозы основаны на расчетах стоимости всей конечной
продукции, в то время как более взвешенным представляется метод оценки доли добавленной стоимости продукции, полученной от использования нанотехнологии [1,3,4].
Бурное развитие научных исследований в области наноиндустрии отражается в огромном потоке публикаций (около 800 тыс. ежегодно), где безусловными лидерами являются США и страны Евросоюза, хотя в последние шесть лет значительно увеличился объем исследований, проведенных в области нанотехнологий в Китае. Сегментирование мирового рынка нанотехнологий по направлениям исследований в 2009 г. было сосредоточено в таких областях, как создание новых материалов — 30—35%, полупроводники — 18—25%, устройства хранения данных — 15—20%, биотехнологии — 9—14%, полимеры — 8—12%, электрохимия — 3—5%, оптика — 2—4% [5,6].
Темпы роста патентования в данной сфере намного превосходят аналогичный показатель во всех других областях науки и технологии, за исключением биотехнологии. Несмотря на такой показатель роста, нанотехнология остается ограниченной областью с уровнем патентования порядка 1% общего количества патентов в мире. По числу патентов в области нанотехнологий с большим отрывом лидирует США — на долю американских компаний, университетов и частных лиц приходится 44% всех выданных в мире патентов. По данным федеральной службы National Nanotechnology Initiative (NNI), количество наноизобретений здесь превышает 3 тыс., а распределение патентов в области нанотехно-логий по странам выглядит следующим образом: США — 37,2%; Япония — 23,7%; Германия — 9,3%; Южная Корея — 7,3%; Франция — 3,9%; Великобритания — 2,9%; Нидерланды — 1,7%; Швейцария — 1,4%; КНР — 1,3%; Италия — 1,1%; остальные страны — 10,2% [4].
Почти три четверти всех патентов относятся к таким областям, как материаловедение, электроника и биотехнология. Согласно ряду прогнозов, в перспективе подобная структура мирового потребления нанопродуктов в целом сохранится, но заметно возрастет роль медицины и фармацевтики (до 22—25%) и энергетики (до 13—15%).
Наибольшее число патентов, полученных к настоящему времени, соответствует открытиям в области конструирования и обнаружения нано-
структур, т. е. обладает научной, а не коммерческой ценностью. Распределение полученных патентов среди известных технологий: изготовление, обнаружение и обработка наноструктур — 39%, наноструктуры — 31%, способы применения наноструктур — 29%, математические алгоритмы, адаптированные к наноструктурам — 1%.
Из 6770 американских нанопатентов 6440 были зарегистрированы на институциональных обладателей, крупнейшими из которых являются University of California, IBM, Eastman Kodak, General Electric, Massachusetts Institute of Technology, Apple, Rice University, Hewlett Packard, Intel, Cornell University, 3M, Du Pont, Dow Chemical и ряд других. Примечательно, что больше трети патентополучателей представлены университетами, что свидетельствует о высоком уровне взаимодействия между научно-образовательными учреждениями и компаниями [5,7].
Другой особенностью подхода к развитию на-нотехнологий в США является ориентированность на «одновременное решение всех проблем нанотехнологии». В «Акте об исследованиях и развитии нанотехнологий в XXI веке», утвержденном Президентом США в 2003 г., было выделено свыше 1000 направлений поиска в наносфе-ре в фундаментальном и прикладном аспектах. Это отражает понимание наличия многообразных природных явлений и процессов и необходимости их всестороннего исследования и использования.
Области научных разработок и участники рынка на современном этапе делятся на шесть основных категорий: обработка и получение нано-материалов; нанобиотехнология; нанофотони-ка; наноэлектроника; программное обеспечение; наноприборостроение.
Считается, что спрос на изготовленные нано-материалы за последние 15 лет заметно отставал от темпов прогресса в этой области, что в немалой степени связано с использованием большей доли наноматериалов в относительно низкотехнологичной продукции. С появлением более экзотичных материалов и расширением сферы их применения может произойти резкий рост спроса. Вместе с тем не исключается, что рыночный рост продаж наноматериалов будет ограничен техническими проблемами и вопросами безопасности и влияния на окружающую среду [3].
В настоящее время половина мирового спроса на наноматериалы приходится на США и Японию, еще 34% — на Западную Европу, Тайвань и Южную Корею. К 2025 г., согласно прогнозам, место Японии займет Китай, который станет вторым по величине рынком наноматериалов после США [2].
Соперничество в сфере наукоемких технологий идет не только за лидерство в получении принципиально новых фундаментальных знаний, но и за рынки их сбыта. К началу 2008 г. 55 из 191 (29%) страны мира приняли государственные программы развития нанотехнологий и формирования наноиндустрии. Эти программы носят стратегический характер и часто дополняются различными тактическими решениями и мероприятиями. Программы принимаются на государственном уровне в масштабе страны, по отдельным отраслям или межотраслевым ведомствам, а иногда — по отдельным международным или региональным проектам.
Первой страной, оценившей возможности нового научного направления, а также задавшей научную, экономическую, финансовую тактику и стратегию его развития, стали США, где в 1996 г. возникла идея создания специального государственного органа управления развитием нанотех-нологий. Реализована она была в 2000 г., с началом функционирования государственной программы развития нанотехнологий «The National Nanotechnology Initiative» (NNI), основной целью которой стала координация работы различных ведомств в области нанотехнологий, производства нанотехнологической продукции и всевозможных связанных с этой областью технологий, включая 26 федеральных агентств, а также крупнейшие американские компании. NNI в основном обеспечивается финансированием из Национального научного фонда (National Science Foundation, NSF), независимого агентства при правительстве США, отвечающего за развитие науки и технологий, на долю которого приходится 20% федерального финансирования фундаментальных разработок. Основная часть бюджета NSF тратится на поддержку исследований (76%), на образование и возобновление человеческих ресурсов науки (17%), на дорогостоящее оборудование (3% бюджета фонда).
Примерно такую же долю, как NSF, на фундаментальную науку выделяют Министерство
энергетики США (Department of Energy, DOE) и Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (National Aeronautics and Space Administration, NASA), а самым крупным распорядителем бюджетных средств на эти цели в США является Министерство здравоохранения и социальных служб (Department of Health and Human Services, HHS) [6].
В плане реализации программы NNI в США началась реконструкция всей системы образования, включая школьное, развернулись курсы переподготовки специалистов по новым учебным программам с целью повышения качества естественнонаучного образования. Их цель — осуществление постепенного перехода от редукционизма (сведения сложного процесса к простому или сведение явления одного порядка к явлениям другого порядка) к холизму (определенной целостности как началу) в учебных программах и стиле мышления студентов.
Текущий стратегический план NNI с самого начала включал пять целей:
— поддержка фундаментальных исследований мирового уровня, способных ускорить реализацию полного потенциала нанотехнологий;
— содействие преобразованию новых технологий в продукцию, ускоряющую экономический рост;
— содействие появлению новых рабочих мест и других выгод для общества;
— разработка новых образовательных ресурсов и поддержка развития инфраструктуры для развития нанотехнологий;
— осознание ответственности за развитие на-нотехнологии, безопасной для здоровья людей и экологии.
В плане конкретной реализации программы первоначально были выделены три целевых направления исследований в области нанотехно-логий:
— создание новых более легких и прочных материалов;
— разработка запоминающих устройств повышенной мощности;
— развитие новых методов борьбы с онкологическими заболеваниями, позволяющих обнаружить опухоль на начальной стадии появления пораженных клеток.
Крупнейшими центрами развития нанотехно-логий в США, финансируемыми Национальным научным фондом (National Science Foundation, NSF) являются: Национальная сеть нанотехно-логической инфраструктуры (National Nanotech-nology Infrastructure Network, NNIN), включающая 13 организаций, занимающихся нано-технологиями, ведущей из которых является Корнелльский университет (Cornell University); Центр иерархического производства (Center for Hierarchical Manufacturing, CHM) при Университете Массачусетса-Амхерст (University of Massachusetts Amherst); Центр наномасштаб-ных химических, электрических и механических производственных систем (Center for Nanoscale Chemical-Electrical-Mechanical Manufacturing Systems, CEMMS) при университете Иллинойса (University of Illinois); Центр скоростного на-нопроизводства (Center for High Rate Nanomanu-facturing, CHN), базирующийся в Северо-Восточном университете (Northeastern University); Центр масштабируемого и интегрированного на-нопроизводства (Center for Scalable and Integrated Nanomanufacturing, SINAM) при Калифорнийском университете (University of California).
В развитие программы NNI, составленной до 2020 г., должны последовательно появиться четыре поколения продуктов с использованием на-нотехнологий:
— первое поколение (2000—2005 гг.) обозначено как «пассивные наноструктуры» (нанопо-рошки), которые можно добавлять в разные материалы (полимеры, керамику, металлы, покрытия, лекарства, косметику, пищу и т. п.);
— второе поколение (2005—2010 гг.), названное «активные наноструктуры», предусматривало создание компонентов нанобиотехноло-гий, нейроэлектронных интерфейсов, наноэлек-тромеханических систем и т. п.;
— третье поколение (2010—2015 гг.) обозначено как формирование «системы наносистем»; на этом историческом этапе предусматривается управляемая самосборка наносистем, наноробо-тов и т. п.;
— четвертое поколение (2015—2020 гг.), названное «молекулярные наносистемы», предполагает создание молекулярных устройств, атомного дизайна.
Исходя из поставленных целей и задач, очевидно, что на ближайшее десятилетие нанотех-
нологии возводятся в США в ранг одной из приоритетных национальных стратегий.
Начиная с 2000 г., в США оказывается самая масштабная по объемам финансирования и направлениям деятельности государственная поддержка развитию нанотехнологий. Уже в 2001 г. на реализацию программы NNI было выделено 497 млн долл., что сделало инновационные технологии приоритетными среди всех научно-исследовательских направлений, профинансированных федеральным бюджетом США. С 2002 г. средства на программу дополнительно выделяются и из бюджетов штатов. В 2008 г. они возросли до 1,3 млрд долл., в 2010 г. — до 1,6 млрд долл. в год, а ожидаемый к 2015 г. рост — до 4,0 млрд долл. Всего с начала действия программы выделено свыше 12 млрд долл. Следует отметить, что в 2010 г. в США на исследования, связанные с инновационными технологиями в здравоохранении и экологии, выделено свыше 350 млн долл., на изучение этических, юридических и социальных аспектов нанотехно-логий — более 220 млн долл. [4].
В США развитие биотехнологий рассматривается в качестве основного мотора инноваций. Частные инвестиции в биотехнологии и фармацевтику в США превышают государственные, и это свидетельствует как о достаточном уровне зрелости наноразработок, так и об их высоком экономическом потенциале. Движущей силой многих инновационных проектов являются start-up-компании, строящие свою стратегию на их внедрении и коммерциализации.
В последние годы быстрыми темпами развивается также наномедицина, привлекающая внимание не только чисто научными достижениями, но и социальной значимостью. Как медицинская наука она реально и широко не существует, а находится только в стадии становления. Тем не менее, Национальные институты здоровья США (National Institutes of Health, NIH) включили наномедицину в пятерку самых приоритетных областей развития медицины в XXI веке.
По сложившемуся определению, наномеди-цина представляет собой мониторинг, коррекцию, конструирование и контроль над биологическими системами человека на молекулярном уровне с использованием разработанных наноус-тройств и наноструктур. Таким образом, в медицине перспектива применения нанотехнологий
заключается, в конечном счете, во внедрении в структуру и функцию клетки на молекулярном уровне с помощью нанороботов либо иных нано-технологий.
По оценкам экспертов, наиболее перспективными и многообещающими инновационные разработки могут стать в области биотехнологий, фармацевтики и медицины. Здесь ожидается сравнительно быстрый и значительный прогресс не только научных достижений, но и в области создания новых инструментов, технологий и устройств на основе взаимодействия медико-биологических и технических дисциплин по созданию молекул, нанотехнологий твердых веществ, микроэлектроники, микроэлектромеханических и микрооптикоэлектромеханических систем.
Манипулируя отдельными атомами и молекулами вещества, нанотехнологии уже сегодня позволяют конструировать совершенно новые объекты с заданными характеристиками:
— создание твердых тел и поверхностей с измененной молекулярной структурой, что на практике обеспечит имплантантами и материалами эффективной транспортной доставки лекарств;
— развитие наноконтейнерных технологий векторной доставки лекарств;
— синтез новых химических соединений путем образования молекул без химических реакций. В ближайшие 10—20 лет это приведет к созданию принципиально новых лекарств, которые будут конструироваться в индивидуальном порядке;
— разработка самореплицирующихся систем на базе биоаналогов — бактерий, вирусов, простейших;
— создание точных медицинских наномани-пуляторов и диагностических устройств.
Выделяют пять основных областей применения нанотехнологий в медицине: доставка активных лекарственных веществ, новые методы и средства лечения на нанометровом уровне, диагностика in vivo, диагностика in vitro, медицинские имплантаты.
На данный момент в мире уже создан ряд технологий для наномедицины. Наиболее продвинутые из них связаны с адресной доставкой лекарственных препаратов, новыми методами диагностики и лечения злокачественных опухолей, созданием новых бактерицидных средств.
Индустрия направленного конструирования новых лекарственных препаратов, или драг-ди-зайн, имеет прямое отношение к предмету нанотехнологий, поскольку взаимодействующие объекты (лекарство и мишень) являются молекулярными объектами. Из всех направлений наномедицины именно эта в последние годы получила наибольшее развитие. Некоторые из них основаны на использовании липосом как средства доставки активного лекарственного вещества и применяются в медицинской практике еще с 1960-х гг. Усовершенствуя методику и ставя новые задачи, в Национальном институте стандартов и технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST), Университете Мэриленда (University of Maryland) и Управлении контроля качества продуктов и лекарств США (Food and Drug Administration, FDA) на основе наноразмер-ных липосом-гидрогелевых гибридных пузырьков, полученных из сплава меди и олова, создали уникальную внутрисосудистую транспортную систему, способную проникать через мембраны клеток, в том числе опухолевых, а затем медленно высвобождать лекарственные вещества. Подобная система контролируемой доставки и выделения лекарств с помощью данной системы открывает самые широкие перспективы ее использования [8].
Применение данных технологий позволяет на порядки снизить дозу вводимого лекарства за счет увеличения терапевтической эффективности лекарственных препаратов и снижения побочных эффектов, которые порой бывают очень серьезными. Так, синтезированные в Институте бионики Висса (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) Гарвадского университета и Бостонской детской больнице (Children's Hospital Boston) наночастицы, запрограммированные на избирательную доставку лекарственных препаратов к бета-клеткам поджелудочной железы у больных сахарным диабетом, увеличивают эффективность действия лекарственных препаратов почти в 200 раз за счет способности нанома-териалов защищать их от разрушения и концентрировать на ключевых участках-мишенях [9].
Адресная доставка лекарственных средств к пораженным клеткам, минуя взаимодействие со здоровыми, резко повышает эффективность и минимизирует их побочные действия. В связи с этим, важное значение приобретает повышение
эффективности лекарств, их защита от разрушения при транспортировке и дозированное высвобождение в зоне поражения. Подсчитано, что из 100 000 молекул вещества только одна достигает цели, поэтому управляемость этими процессами становится первостепенной задачей.
Используя элементы внешнего физического воздействия, можно заметно потенцировать действие лекарственных препаратов. Созданные в Университете Род Айлэнда (University of Rhode Island, URI) суперпарамагнитные наночастицы из оксида железа, интегрированные в оболочку липосом, под воздействием тепла дозированно выделяют инкапсулированный препарат. Нано-частицы разогреваются радиочастотным переменным электромагнитным полем, что наряду с действием лекарства способствует гибели злокачественных клеток. Стабилизируя липосомы различными липидами, можно ориентировать их на поиск определенных типов перерожденных клеток или конкретной зоны опухоли [10].
Активацию наночастиц для подавления злокачественного роста можно индуцировать и другими способами, в зависимости от их специализации. В рамках метода фотодинамической терапии в Университете Буффало (University of Buffalo, UB) успешно использовали биосовместимость наночастиц ORMOSIL с тканью мозга и нейронами для таргетной терапии рака [11].
Полимерные наночастицы используются в качестве внутриорганных систем доставки с 1970-х гг. Исходным материалом для них могут служить различные естественные или биоинертные синтетические полимеры, например, полисахариды, полилактиды, акрилполимеры и др. Под термином «полимерные наночастицы» понимают два морфологически различных вида частиц — наносферы и нанокапсулы. Эти виды наночастиц различаются по высвобождению активного лекарственного вещества: из наносфер высвобождение протекает по экспоненте, а из на-нокапсул — в течение длительного времени константно.
Разработанные в последние годы методы функционального программирования полимерных наночастиц значительно расширяют и углубляют возможности и спектр их применения. В Университете Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) разработан метод доставки экзогенной ДНК в клетки раковой опухоли человеческо-
го мозга с помощью лиофилизированных нано-частиц. До последнего времени практически все невирусные методы генной терапии отличались низкой эффективностью, но с использованием данного метода исчезает необходимость применения вирусов как средства доставки в клетку экзогенной генетической информации — метода, неизбежно связанного с проблемами безопасности. Основанная на выраженном сродстве определенных наночастиц к раковым клеткам генная терапия может быть как более безопасной, так и более эффективной, чем традиционная химиотерапия рака [12].
Новые возможности для таргетной терапии рака предложены учеными Северо-Западного университета (Northwestern University), впервые создавшими специализированную наночастицу, способную доставлять лекарственный препарат непосредственно к ядру раковой клетки. В процессе исследования впервые удалось визуализировать взаимодействие наночастиц с ядром раковой клетки при высвобождении лекарственного препарата. Загруженные лекарственным препаратом наночастицы значительно изменяют форму ядра раковых клеток, что является предвестником их апоптоза и потери жизнеспособности всей клеточной популяции. Для транспорта специализированных наночастиц были использованы «челночные» способности белка нуклеолина, а в качестве лекарственного препарата — одноце-почечный ДНК-аптамер AS1411. Связываясь с нуклеолином, загруженные лекарством наночас-тицы используют этот белок в качестве внутриклеточного переносчика, после чего клетки облучаются сверхбыстрыми импульсами света, разрывающими связи между поверхностью золота и тиолированными ДНК-аптамерами для последующего их проникновения в ядро [13].
Еще один тип систем доставки лекарственных активных веществ обязан достижениям в области разработки дефинированных поливалентных и дендритических полимеров. Здесь примерами могут стать полианионные полимеры — ингибиторы клеточных связей с вирусами, поликатион-ные комплексы с ДНК или РНК (т.н. полиплек-сы) и дендримерные частицы. В Рочестерском университете (University of Rochester) прослежен метаболический путь бактериального белка Rex в сочетании с витамином В3, которые при нормальном уровне внутриклеточного кислорода ос-
таются связанными как между собой, так и с клеточным ДНК. При снижении уровня кислорода происходят разрыв связей Rex и ДНК и разблокировка активности генов. Rex-белки широко распространены среди патогенных бактерий, в т. ч. особо опасных, в связи с чем можно говорить о появлении нового подхода в лечении инфекционных заболеваний. Кроме того, у людей аналогичная витамину В3 сенсорная система принимает участие и в выработке нейротрансмиттера оксида азота, важного в развитии сердечно-сосудистых заболеваний и импотенции. Детальные трехмерные изображения этих белковых молекул в процессе их реакции на окисленную и восстановленную формы витамина В3 необходимы в разработке специфических антибиотиков, а также для понимания закономерностей метаболических процессов и старения организма человека [14].
Особый интерес вызывают дендримеры, представляющие собой новый тип полимеров, имеющих не линейное, а ветвящееся строение. Первое соединение с такой структурой было получено в 1950-х гг., но в последнее время дендримеры стали упоминаться в контексте наномедицинских применений, что связано с предсказуемой и контролируемой высокоточной воспроизводимостью макромолекул; наличием в макромолекулах каналов и пор, имеющих хорошо воспроизводимые формы и размеры; способностью к высокоизбирательной инкапсуляции и иммобилизации низкомолекулярных веществ с образованием супра-молекулярных комплексов «гость—хозяин».
В области разработки нанотехнологических систем доставки активных лекарственных веществ к органам и тканям-мишеням сегодня работают более 50% фармацевтических компаний-производителей. Эти препараты дают сегодня около 80% оборота в мировой наномедицине [3,5].
К сожалению, несмотря на высокий потенциал эффективности, системы доставки активных веществ в органы и ткани-мишени связаны и с нежелательными побочными эффектами. Проанализировав результаты различных нанокон-тейнерных технологий векторной доставки лекарств, некоторые фармацевтические компании приняли решение сосредоточиться на разработке лекарственных средств с расщепляемыми нано-носителями, поскольку безопасность стабильных
наночастиц вызывает сомнения и нуждается в дополнительном подтверждении.
Дендримеры являются уникальным классом полимеров, и, кроме использования в качестве нанопереносчиков, находят все более широкое применение в изготовлении противоопухолевых и противовирусных вакцин. На основе их использования сделаны серьезные шаги по созданию персонализированной вакцины для стимуляции противоопухолевой и противовирусной реакции организма пациента. Получены обнадеживающие результаты применения высокоспецифичных вакцин против колоректального рака в Медицинском центре Дартмут-Хичкок (Dartmouth-Hitchcock Medical Center, DHMC), против ме-ланомы в Университете Вэйна (Wayne State University), против ВИЧ, малярии и рака в Массачусетсом технологическом институте (Massachusetts Institute of Technology, MIT), против оспы и желтой лихорадки в университете Эмори (Emory University) [15—18].
В настоящее время идентифицировано более 400 патогенов человека, но создано только 34 профилактические вакцины, что связано с ограниченностью классических технологий их получения. Создание же персонализированных вакцин может стать решающим инструментом в оказании помощи при вирусных заболеваниях и злокачественных новообразованиях. К сожалению, в число этих вакцин не входят средства защиты от ВИЧ, гепатита С, малярии и ряд других [19,20].
ЛИТЕРАТУРА
1. Муслимова Г.Е. Мировые тенденции венчурного финансирования нанотехнологий: российские реалии, зарубежный опыт и возможность его адаптации // Управление экономическими системами — электронный научный журнал. 2012. № 3. Т. 39. http://uecs.ru
2. NATO 2020: Assured security; dynamic engagement analysis and recommendations of the group of expertson a new strategic conceptfor NATO / NATO Public Diplomacy Division. Brussels. May, 2010. www.nato.int
3. Business Communications Company Research (BCC Research) — http://www.bccresearch.com
4. National Nanotechnology Initiative — http://www. nano.gov
5. Наумов А.В. Сравнительный анализ результатов отечественных исследований с аналогичными зарубежны-
ми разработками в области нанотехнологий // Популярные нанотехнологии. 2010. http://popnano.ru
6. National Science Foundation — http://www.nsf.gov
7. Соколов Д.Ю. Патентование изобретений в области высоких и нанотехнологий. М.: РИЦ «Техносфера», 2010.
8. Hong J.S., Stavis S.M., Lacerda DePaoli S.H. et al. Micro-fluidic Directed Self-Assembly of Liposome—Hydrogel Hybrid Nanoparticles // Langmuir. 2010. V. 26 (13). P. 11581 — 11588.
9. Ghosh K., Kanapathipillai M., Korin N. et al. Polymeric Nanomaterials for Islet Targeting and Immunotherapeutic Delivery // Nano Lett. 2012. V. 12 (1). P. 203—208.
10. Chen Y., Bose A., Bothun G.D. Controlled Release from Bilayer-Decorated Magnetoliposomes via Electromagnetic Heating // ACS Nano. 2010. V. 4 (6). P. 3215—3221.
11. Barandeh F., Nguyen P.-L., Kumar R. et al. Organically Modified Silica Nanoparticles Are Biocompatible and Can Be Targeted to Neurons In Vivo // PLoS ONE.-Jan. 3. 2012. http://www.plosone.org
12. Tzenga S.Y., Guerrero-Cazaresb H., Martineza E.E. et al. Non-viral gene delivery nanoparticles based on Poly (P-amino esters) for treatment of glioblastoma // Biomaterials. V. 32. № 23. P. 5402—5410.
13. Dam D.H., Lee J.H., Sisco P.N. et al. Direct Observation of Nanoparticle—Cancer Cell Nucleus Interactions // ACS Nano. 2012. V. 6 (4). P. 3318—3326.
14. McLaughlin K.J., Strain-Damerell C.M., Xie K. Structural Basis for NADH/NAD+ Redox Sensing by a Rex Family Repressor // Molecular Cell. Vol. 38. V. 4. P. 563—575.
15. Bjerrkie S. Dartmouth Study Uses the Patient's Tumor to Form Vaccine // Dartmouth-Hitchcock Medical Center.— Nov. 22. 2010. http://patients.dartmouth-hitchcock.org
16. Kasturi S.P., Skountzou I., Randy A. Programming the magnitude and persistence of antibody responses with innate immunity // Journal name: Nature. — 2011. V. 470. P. 543—547.
17. Moon J.J., Suh H., Bershteyn A. et al. Interbilayer-crosslinked multilamellar vesicles as synthetic vaccines for potent humoral and cellular immune responses // Nature Materials. 2011. V. 10 (3). P.243—251.
18. Rosner K., Kasprzak M.F., Horenstein A.C.J. et al. Engineering a waste management enzyme to overcome cancer resistance to apoptosis: adding DNase1 to the anti-cancer toolbox // Cancer Gene Therapy. 2011. V. 18. P. 346—357.
19. Народицкий Б.С. Использование нанотехнологий в создании эффективных и безопасных профилактических и терапевтических вакцин // Атлас. 2009. http://edu-cons.net/atlas_last
20. Огнева Е.Ю., Хальфин Р.А., Мадьянова В.В., Таджи-ев И.Я. Оценка доступности и качества медицинской помощи в муниципальных учреждениях здравоохранения // Проблемы стандартизации в здравоохранении. 2010. № 1—2. С. 30—39.
