Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Мантурова Н.Е.

ФГБОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Ступин В.А.

ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России

Силина Е.В.

ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет)

Наночастицы оксида церия для хирургии, пластической хирургии и эстетической медицины

Авторы:

Мантурова Н.Е., Ступин В.А., Силина Е.В.

Подробнее об авторах

Просмотров: 1014

Загрузок: 41


Как цитировать:

Мантурова Н.Е., Ступин В.А., Силина Е.В. Наночастицы оксида церия для хирургии, пластической хирургии и эстетической медицины. Пластическая хирургия и эстетическая медицина. 2023;(3):120‑129.
Manturova NE, Stupin VA, Silina EV. Cerium oxide nanoparticles for surgery, plastic surgery and aesthetic medicine. Plastic Surgery and Aesthetic Medicine. 2023;(3):120‑129. (In Russ., In Engl.)
https://doi.org/10.17116/plast.hirurgia2023031120

Рекомендуем статьи по данной теме:
Вли­яние мо­че­вой кис­ло­ты на те­че­ние бо­ко­во­го ами­от­ро­фи­чес­ко­го скле­ро­за. Жур­нал нев­ро­ло­гии и пси­хи­ат­рии им. С.С. Кор­са­ко­ва. 2023;(5):177-180
На­но­тех­но­ло­гии в оф­таль­мо­ло­гии. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2023;(4):107-114
Опыт при­ме­не­ния плаз­мен­но­го воз­действия в со­че­та­нии с NO-те­ра­пи­ей при ле­че­нии хро­ни­чес­ких ран раз­ной эти­оло­гии. Хи­рур­гия. Жур­нал им. Н.И. Пи­ро­го­ва. 2023;(10):143-149
Ре­ге­не­ра­ция ро­го­ви­цы: есть ли мес­то для тка­ней пе­ри­на­таль­но­го про­ис­хож­де­ния?. Вес­тник оф­таль­мо­ло­гии. 2023;(5):121-128
Нек­роз ми­омет­рия в зо­не шва/руб­ца на мат­ке в раз­лич­ные сро­ки пос­ле ке­са­ре­ва се­че­ния. Рос­сий­ский вес­тник аку­ше­ра-ги­не­ко­ло­га. 2023;(6):76-81

Введение

В XXI веке научные открытия и развитие технологий начинают опережать уровень и скорость их практического применения. Такая ситуация возникла и с новым направлением — получением наноматериалов, то есть материалов с размерами частиц, измеряемыми тысячными долями миллиметра (1 мм = 1 млн нм). Оказалось, что частицы вещества такого размера имеют свойства, не описываемые в общепринятых химических характеристиках. В результате возникла принципиально новая наука — нанохимия. Не обошел этот бум и медицину.

Количество публикаций по вопросам получения и применения наноматериалов в биологии и медицине имеет взрывной рост. Если за первое десятилетие начиная с 2000 г. годовой объем публикаций в базе PubMed в среднем не превышал 30 работ, то за второе десятилетие (2010—2019 гг.) он увеличился почти в 10 раз, а за последние 3,5 года — еще в 2 раза. В основном публикации посвящены оценке биологических эффектов, но и пластическая хирургия с ее вопросами скорейшего заживления ран и устранения самой возможности образования грубых послеоперационных рубцов не обойдена вниманием.

Одно из таких направлений связано с применением наночастиц оксида (диоксида) церия (НЧОЦ), достаточно часто используемого в биологических экспериментах в чистом виде или с оболочками, которые демонстрируют уникальные антиоксидантные и противомикробные свойства, полезные для заживления ран. Эти новые свойства при условии повторяемости лабораторных результатов в руках разных исследователей, а значит, и высокая их достоверность служат основой для анализа возможности создания нового типа изделий медицинского назначения для скорейшего заживления и регенерации поврежденных тканей при механических, термических и иных повреждениях кожи.

Учитывая все новые открывающиеся эффекты наноматериалов, можно смело утверждать, что изучение вопросов о месте и роли наноматериалов вообще и НЧОЦ в частности в пластической хирургии будет продолжаться еще долго [1—3].

Цель настоящего обзора литературы — изучить современные достижения в вопросе новых биологических эффектов НЧОЦ, которые могут быть полезны в профессиональной работе общих и пластических хирургов.

Материал и методы

Мы провели поиск литературы в базах данных Scopus и PubMed/Medline до июля 2023 г. Критерий включения: публикации, в которых исследуется роль НЧОЦ. Для биологической активности были выбраны дополнительные ключевые фильтры: антиоксидантное, противовоспалительное, противоопухолевое, противомикробное действие, доставка лекарств и заживление ран, хирургия, пластическая хирургия.

Первоначально мы отфильтровали работы, имеющие в названии, в реферате или в ключевых словах следующее сочетание: cerium AND oxide AND nano. В базе Scopus таких работ оказалось 15 762 начиная с 1970 г. (то есть в течение последних 52 лет), в том числе оригинальных статей — 13 625 (86%), обзоров — 642 (4%), глав в книгах — 160 (1%), книг — 6. Остальные 1329 работ (публикации конференций, письма, заметки и пр.) из дальнейшего анализа были исключены. В базе PubMed таких работ оказалось гораздо меньше — 2870 начиная с 1997 г. (в течение последних 25 лет).

Интерес к данной области, выражающийся в значительном увеличении числа опубликованных работ по вышеуказанным фильтрам (более 100 документов в год), проявлен с 2009 г. по данным Scopus и с 2011 г. по данным PubMed. В базе Scopus с 2019 г. число таких работ превысило 1000 в год. В базе PubMed число таких работ превысило 200 в год с 2015 г. и превысило 300 в год с 2020 г., причем в период 2020—2022 гг. зарегистрировано стабильное число публикаций (325—330 ежегодно без явной тенденции к росту).

Анализ всех публикаций в базе Scopus, касающихся НЧОЦ, по отраслям знаний показал лидерство Materials Science (22%), на втором месте по частоте Chemistry (18%), на третьем месте Chemical Engineering (14%), четвертое место разделили отрасли Engineering (12%) и Physics and Astronomy (12%). Биомедицинские отрасли находятся пока на развивающихся позициях: биохимия, генетика и молекулярная биология — 4%, фармакология и токсикология — 2%, медицина — 2%. Общее число публикаций по НЧОЦ в базе Scopus, относящихся к биохимии, генетике, медицине и фармакологии, — 2185, только по медицине — 642, только по фармакологии и токсикологии — 723. Первые работы по НЧОЦ в этих отраслях знаний регистрируются с 2007 г. (всего 15 лет), при этом рост интереса проявлен только с 2015 г., а активный рост — лишь с 2019 г. (всего 4 года назад). Всего работ в мире, посвященных НЧОЦ и заживлению/регенерации, — 399, из них российских — 23 начиная с 2015 г. Публикаций, посвященных НЧОЦ в хирургии, в мире всего 36, в том числе 12 российских (рисунок).

Динамика числа работ в мире по данным базы Scopus, посвященных наночастицам оксида церия (НЧОЦ).

а — ограничение по биомедицинским отраслям знаний; б — динамика числа работ, посвященных возможностям НЧОЦ в хирургии, для регенерации и/или заживления ран.

Из 2467 работ по НЧОЦ в базе PubMed в Medline зарегистрированы 2018 работ (среди них только 5 систематических обзоров, метаанализов — 0). Среди этих работ посвящены заживлению/регенерации и/или хирургии всего 84 (4%). Все это демонстрирует перспективность создания новых нанотехнологий и изделий на основе НЧОЦ, которые могут быть полезны при хирургических и эстетических вмешательствах.

Антиоксидантная активность наночастиц оксида церия

Механизмы антиоксидантной защиты и оксидантного стресса часто обсуждаются в литературе как основные в развитии многих соматических заболеваний и при старении [4—8]. Активные формы кислорода (АФК) становятся особенно значимыми в условиях тканевой ишемии и у людей второй половины жизни, что не лучшим образом отражается на любых воздействиях, общебытовых или медицинских, при регенерации кожного покрова.

НЧОЦ — универсальный редкоземельный наноматериал с превосходной каталитической активностью для биомедицинского применения в качестве антиоксиданта. Переменная валентность делает церий мультифункциональным, участвующим и в окислительных, и в восстановительных реакциях. Атом церия может находиться либо в Се33+ (полностью восстановленном), либо в Се4+ (окисленном) состоянии. Оксид церия может существовать как в виде CeO2, так и в виде Ce2O3 в объемном состоянии, причем стабильным является состояние в оксиде Се4+ с конфигурацией кристаллической решетки флюорита, в которой каждый атом церия окружен восемью анионами кислорода [9—10]. Для функционирования важны форма и размер частиц оксида церия. Так, антиоксидантный эффект с нейтрализацией (поглощением) АФК (супероксидный радикал (O2), или гидроксильный радикал (OH), или перекись водорода (H2O2)) в нормальных условиях (физиологический pH) выше у наноцерия, имеющего поверхность кристаллической решетки флюорита, реактивность которой тем выше, чем меньше размер частиц, так как в решетке создается больше дефектов (кислородных вакансий), куда лишние АФК встраиваются и элиминируются из клеток и тканей, что спасает их таким образом от повреждения, окислительного стресса, в том числе мембраны клеток и митохондрий от перекисного окисления липидов [11—14].

Попадание НЧОЦ внутрь клетки происходит путем эндоцитоза; чем меньше частица, тем проще и быстрее ей это делать, поглощая АФК, катализируя процессы восстановления супероксида до перекиси водорода, которая затем превращается в воду [15]. Антиоксидантный эффект доказан и многократно подтвержден в разных исследованиях и на различных клеточных линиях при размере наночастиц церия 3—30 нм [15—24].

Прооксидантный эффект полезен для антимикробной, а также противоопухолевой терапии. Попадание НЧОЦ внутрь микробной или опухолевой клетки тоже происходит путем эндоцитоза, чаще через рецептор-опосредованный механизм. pH опухолевых клеток, как известно, более кислый, чем pH нормальных клеток, это катализирует процессы восстановления супероксида до Н2О2. Накапливаясь, перекись водорода вызывает перекисное окисление, в том числе липидов, клеточной, митохондриальной мембраны, а окисление белка приводит к денатурации ферментов и повреждению ДНК клетки [15, 25, 26]. Тем же оксидантным действием и способностью менять свои химические характеристики в зависимости от pH окружающей среды объясняются антимикробные эффекты НЧОЦ, что особенно важно в отношении антибиотикорезистентных микроорганизмов или при появлении феномена бактериальных пленок.

Главным достоинством НЧОЦ в отличие от применяемых сегодня препаратов-антиоксидантов (таких как аскорбиновая кислота, альфа-липоевая кислота, ацетил-глутатион, коэнзим Q10, этилметилгидроксипиридина сукцинат и др.) является способность НЧОЦ к циклическому, то есть многократному, использованию. Это означает, что препарат достаточно долгое время может контактировать с клетками, вступать в химические реакции, но при этом не расходоваться, а значит, проявлять свои лечебные свойства длительное время, не требуя частых перевязок.

Антимикробная активность наночастиц оксида церия

Антибактериальный вопрос, безусловно, очень важный, особенно в фазе воспаления и при хронических ранах. Несмотря на то что многие исследователи опубликовали данные о высокой антибактериальной активности наноцерия как против грамотрицательных, так и против грамположительных бактерий [27—31], этот вопрос до сих пор остается дискутабельным. Обсуждаются механизмы антимикробного эффекта НЧОЦ. По мнению большинства ученых, это связано с антиоксидантной активностью НЧОЦ. При этом существуют прямой и непрямой варианты взаимодействия наноцерия с микроорганизмами. Прямой механизм основан на непосредственном контакте и адсорбции. Непрямой механизм связан с окислительно-восстановительным потенциалом НЧОЦ. Оба механизма могут обуславливать токсичность НЧОЦ.

При механизме прямого взаимодействия (по сути, при столкновении НЧОЦ с микроорганизмом) происходит адсорбция положительно заряженных наночастиц (электростатика) и повреждение клеточной стенки бактерии, что сопровождается синтезом АФК внутри самих же бактерий [31—34]. Бесконтактный механизм антибактериального действия НЧОЦ проявляется у бактерий, клеточная стенка которых окружена полисахаридным слоем. В таком случае НЧОЦ не могут проникнуть в клетку и АФК действуют внеклеточно, нарушая клеточное взаимодействие микроорганизмов и возможности их метаболизма, что в конечном счете может привести к бактериостатическому, а по мнению некоторых авторов, даже и к бактерицидному эффекту [35—37]. Кроме того, генерация АФК in vivo происходит в результате обратимого превращения между Ce3+ и Ce4+ на поверхности бактериальных мембран [38]. Заряд наночастиц Ce4+ снижается (восстанавливается) до Ce3+ на поверхности бактериальной клетки при адсорбции, окисляя клеточную мембрану. Так, изменение валентности с Ce4+ до Ce3+ в присутствии бактерий (Escherichia coli) приводит к окислительному повреждению липидов и белков в плазматической мембране микроорганизма [39—41]. Поэтому полностью экстраполировать полученные на культурах клеток и микроорганизмах данные на организм млекопитающих не представляется правильным.

Подчеркнем, что в здоровых клетках человека эффект НЧОЦ тоже может быть как антиоксидантным, так и прооксидантным за счет обратимых изменений валентности 3+/4+ в обе стороны. В вышеописанном антибактериальном действии проявляется прооксидантный эффект НЧОЦ по отношению к микроорганизмам. Одновременно с этим НЧОЦ способны нейтрализовать супероксид, Н2О2 и другие свободные радикалы по требованию, ингибируя таким образом реакции окислительного стресса. До сих пор учеными обсуждается точка разворота проокислительной активности в антиокислительную активность НЧОЦ и обратно. Поэтому возможен парадоксальный или по меньшей мере непостоянный эффект НЧОЦ.

При анализе работ, демонстрирующих антимикробную активность НЧОЦ, обращает на себя внимание то, что большинство исследователей для доказательств антибактериальных свойств НЧОЦ использовали грамотрицательную бактерию Escherichia coli в качестве бактериального объекта. Это может быть связано с тем, что грамположительные бактерии имеют жесткий внешний слой, содержащий полисахаридные цепи с короткими пептидами, через который трудно проникнуть НЧОЦ, а непрямой механизм антибактериального действия сильно вариабелен. Однако, несмотря на то что в основном публикуют положительные эффекты (возможно так называемое публикационное исследовательское смещение), даже на одном и том же микроорганизме разные авторы получали разные результаты.

Большинство работ демонстрируют антимикробную активность НЧОЦ в отношении Escherichia coli, но есть и противоположные данные, демонстрирующие, что при высоких концентрациях (10 мг/мл) зона ингибирования роста более выражена у грамположительных бактерий, чем у грамотрицательных [42]. В другой работе показано, что наноцерий размером 10—20 нм (сферической или квазисферической формы) в концентрациях 250—4000 мкг/мл способен ингибировать бактериальные штаммы Klebsiella pneumonia, Staphylococcus epidermidis, Bacillus subtilis, при этом Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa оказались устойчивы к низким дозам наноцерия [43]. В то же время абсолютное большинство работ демонстрируют антибактериальную активность в отношении грамотрицательной Escherichia coli. Несмотря на то что исследовали стандартизированные штаммы Escherichia coli, воздействие НЧОЦ вызывало разный результат — от бактерицидного до слабого бактериостатического эффекта.

Причин нестабильных антибактериальных свойств наноцерия великое множество. Это изменение pH среды, концентрация НЧОЦ, размер наночастиц, химический состав поверхности или стехиометрия частицы, поверхностное покрытие, метод синтеза [29—31, 33, 44—46].

Так, хорошие антибактериальные результаты получены при использовании наночастиц размером 7 нм эллипсоидальной, восьмигранной, ромбовидной и неправильной формы [36, 40]. Скорость ингибирования роста Escherichia coli зависит от размеров и концентрации, кристаллической структуры наноцерия размером 3,5—6,5 нм [45]. Меньшие размеры кристаллов с наибольшей площадью поверхности сопровождаются более высокой антибактериальной активностью против Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Klebsiella pneumonia и Shigella dysenteriae [33]. Декстрановое покрытие НЧОЦ с размером частиц 8—10 нм, с одной стороны, снижает токсичность, а с другой стороны, приводит к снижению антибактериальной активности в отношении Escherichia coli [37]. Изменение pH может также быть принципиальным. НЧОЦ (3—4 нм сферической формы) обладают высокой антибактериальной активностью в отношении бактерий Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus epidermidis при физиологических значениях pH по сравнению с кислым pH [44].

Таким образом, несколько независимых исследователей получали доказательства антибактериальной активности наноцерия в отношении различных штаммов бактерий, в основном это бактериостатический (не бактерицидный) эффект разной степени выраженности. Столь значимые различия при изменении только одного фактора (например, размера, формы, концентрации, метода синтеза) при множестве одновременно возможных изменений в макроорганизме демонстрируют необходимость дальнейших исследований с поиском стандартизированных закономерностей. В то же время установленный антиоксидантный механизм НЧОЦ в отношении микроорганизмов и возможность влияния на формирование бактериальной пленки (в том числе пленок, образованных синегнойной палочкой, пневмококковой клебсиеллой, золотистым стафилококком, кишечной палочкой) [47, 48] еще больше актуализируют вопросы создания умного лекарства на основе наноцерия.

Если описанные эффекты НЧОЦ будут значимыми, то появится возможность создать изделие медицинского назначения нового типа для быстрейшей регенерации кожи при ее повреждениях и с полным правом назвать его умным лекарством. Одной из возможных сфер применения наночастиц CeO2 могло бы быть производство тканей с антимикробными свойствами.

Возможности применения наноцерия в пластической хирургии и эстетической медицине: скаффолды и 3D-печать

Наночастицы металлов, в частности НЧОЦ, показывают в условиях эксперимента и в небольшом числе клинических работ эффект ускорения заживления ран и, что особенно важно для пластических хирургов, снижают воспалительные явления в ране, способствуют образованию более тонких рубцов [49—51]. Гипотетически это происходит потому, что наночастицы и их оболочки имитируют внешние мембраны участвующих в процессе регенерации клеток и самостоятельно создают подобие временных матриц. Таким образом, появляется структурированная среда, идеальная для регенерации тканей из-за уже подготовленной ее организации. Привлечение же технологии 3D-печати открывает перед нами новые возможности [52]. В экспериментальной трансплантологии покрытия из наночастиц, имеющие структуру или биохимические свойства, аналогичные мембранам клеток с импрегнацией НЧОЦ, позволили уменьшить частоту отторжения трансплантата [53, 54]. В области инфекционного контроля были разработаны раневые повязки с контролируемым высвобождением для лечения ран с помощью электроформования наноматериалов [55]. Наличие у наноматериалов меняющихся эффектов в ответ на изменение pH среды позволило сконструировать принципиально новые изделия медицинского назначения, самостоятельно меняющие свою активность и физико-химические характеристики по мере заживления раны или генерализованных изменений в организме. Лекарства и повязки с эффектом самопроизвольного изменения конфигурации по мере заживления раны или появления раневых осложнений получили в литературе название умных (smart) лекарств и повязок [56, 57].

Например, чувствительный к pH среды каркас DMAEMA/HEMA набухает при дыхательном или метаболическом ацидозе во время гипоксии. Увеличение просвета этого каркаса улучшает насыщение тканей кислородом, что способствует заживлению, ангиогенезу и ремоделированию тканей. АФК могут либо усиливать клеточный ответ и ангиогенез на физиологических уровнях, либо способствовать микробиологическому действию на более высоких уровнях, стимулируя заживление ран [56—59]. Наноматериалы с НЧОЦ, меняя свою валентность с 4+ на 3+ и обратно, способствуют нормализации гомеостаза в ране. Изменение конфигурации включающих металлы с переменной валентностью наноструктур можно вызвать с помощью внешних воздействий. Утверждается, что наночастицы двуокиси титана и церия способны высвобождать заданные количества АФК в ответ на воздействие ультразвуком определенной частоты [60].

В области реконструктивной и заместительной хирургии активно исследуются биосовместимые и механически прочные нанокомпозитные полимеры, в том числе с включением металлов и сложных синтезированных или полученных из природного сырья полисахаридов. Работы в этом направлении начались после осложнений с имплантатами молочной железы из-за разрыва и утечки содержимого [52]. Современные нанокомпозитные полимеры подобны типичным композитным материалам, состоящим из двух основных элементов, матрицы и наполнителя для усиления, но в одном, а иногда и в двух их компонентах содержатся наноматериалы, принципиально изменяющие технические характеристики изделия. В качестве примера можно привести новый нанокомпозитный материал POSS-PCU (Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane Poly (Carbonate-Urea) Urethane) с превосходными механическими свойствами, отличной биосовместимостью и длительными сроками деградации, предназначенный для решения широких медицинских задач в реконструктивной хирургии. POSS-PCU оказался полезен для пластической хирургии, особенно для грудных имплантатов. Кроме того, он уже использовался у людей в качестве обходного сосудистого шунта, искусственного слезного протока и первой синтетической трахеи [61], доказав свою биосовместимость и прочность. Было показано [62], что наноструктурированный политетрафторэтилен (nPTFE) не увеличивает уровень маркеров клеточной защиты in vitro, что, возможно, и приводит к его неиммуногенным свойствам in vivo. Это свойство структурированного политетрафторэтилена уменьшает вероятность отторжения любого сделанного из него трансплантата в отдаленном послеоперационном периоде.

3D-печать в медицинских приложениях уже превратилась из технической экзотики в рутинный метод для увеличения ценности томографических снимков и создания на этой основе виртуальных 3D-реконструкций [63]. Это сочетание виртуального планирования и 3D-печати позволяет осуществлять практическое обследование и оценку хирургических техник, создание и размещение костного трансплантата с сохранением законов эстетики и проведением объективного планирования хода операции по устранению имеющихся дефектов скелета или мягких тканей с использованием персональных 3D-печатных моделей дефекта конкретного пациента [64, 65]. 3D-каркас из ковалентно присоединенного полиэтиленгликоля и фибринового геля, разработанный E. Chung и соавт. [66], обеспечил ускоренный хоуминг мезенхимальных стволовых клеток, полученных из адипоцитов, непосредственно к поверхности ожоговой раны. Это обеспечило более быструю неоваскуляризацию, миграцию по гелю мононуклеарных клеток и быстрое нарастание грануляционной ткани. Обнадеживающие результаты получены и при трансплантациях больших участков кожи [67]. Технологический переход позволил соединить методы печати сложных имплантатов с наноматериалами, что значительно улучшило потребительские характеристики последних [68, 69].

Интеграция виртуального хирургического планирования с 3D-печатью повысила хирургическую точность, эффективность и способность справляться с более сложными реконструкциями [70], что позволяет сократить время операции и улучшить результаты реконструкции [64]. В качестве примера можно привести применение 3D-печати с целью индивидуального картирования сосудистой сети [71—74] для лучшего понимания перед операцией хода ее проведения и уменьшения осложнений во время и после операции по реконструкции молочной железы, а также передней брюшной стенки. Инкапсулирование в создаваемую матрицу наночастиц металлов (титана, серебра, церия) придает ей антибактериальную, антиоксидантную и регенеративную активность, улучшая результаты проведенных операций [56, 75].

Этот пусть даже небольшой накопленный опыт в использовании 3D-печати с включением нанометаллов в пластической и реконструктивной хирургии позволяет утверждать, что более широкое внедрение таких приемов помогает не только лучше подготовить хирургическую бригаду к операции, но и улучшить ее результаты.

Заключение

Итак, как мы видим при анализе мировой литературы, вопросы практического использования нанотехнологий в медицине интересуют весь мир. Кроме уже описанных эффектов появляются работы с новыми, прорывными эффектами и решениями в сфере персонализированной медицины. Этому посвящено большое количество научных и организационных выступлений, которые, впрочем, почти не видны под бременем клинических рекомендаций, порядков оказания медицинской помощи и иных законодательных актов. Так как при использовании НЧОЦ в условиях эксперимента исследователи зачастую получают несравнимые результаты, то вопрос о широком применения наноцерия еще не стоит. Однако процесс регистрации нанопрепаратов уже начался. На сегодняшний день FDA (Food and Drug Administration — Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) уже зарегистрировало по ускоренной процедуре, принятой в 1992 г., 26 препаратов с использованием нанотехнологий, и совершенно очевидно, что этот процесс будет продолжаться. Но следует заметить, что по 19 зарегистрированным лекарственным средствам из этих 26 FDA до сих пор не получило результатов III фазы клинических исследований. Эта ситуация прекрасно иллюстрирует состояние вопроса с нанотехнологиями в медицине, где желание скорейшего получения прибыли тормозится жесткими требованиями к широкому выведению на рынок новых лекарственных средств. История талидомида с рождением сотен детей-инвалидов оставила в памяти неизгладимый след [76—78].

Какие же имеются трудности, касающиеся разработки и внедрения препаратов именно с наноцерием? Ведь прошло уже больше 25 лет с начала этих исследований. Казалось бы, даже по современным меркам срок достаточный. С нашей точки зрения, есть несколько проблем.

Во-первых, это большое число методов получения НЧОЦ, как физических, так и химических, но при этом мы не нашли ни одного сравнительного исследования с полными физическими и химическими параметрами полученных разными способами наночастиц. Это значит, что любые прямые сравнения полученных результатов в ходе экспериментов будут грешить множеством неточностей. Следовательно, прогнозировать итоги лечения чрезвычайно сложно.

Во-вторых, практически нет единых протоколов оценки получаемых эффектов и полного описания условий проведения экспериментов. Значит, сравнительная оценка результатов сильно затруднена.

В-третьих, отмечено большое число параметров, которые влияют на получение самих результатов, а значит, при отсутствии единой внешней и внутренней среды эксперимента за счет изменений того или иного значимого параметра мы можем получить разные, даже противоположные эффекты либо не получить их вовсе.

В-четвертых, нет сравнительных медико-биологических исследований по разным видам нанопокрытий, которые принципиально меняют характер действия, в некоторых случаях значительно его усиливая, а в других случаях ослабляя. То есть если у пациента появилась гипертермия и/или он проголодался и pH его желудка снизился, то препарат может проявлять другие свойства.

Наконец, в-пятых, мы не нашли циклов работ, подтверждающих или опровергающих выдвинутые гипотезы о причинах и механизмах тех или иных зарегистрированных явлений, касающихся НЧОЦ. Выявление физических и химических механизмов, объясняющих полученные в ходе исследований факты, помогло бы значительно продвинуться от чисто лабораторных исследований к созданию медицинского изделия нового типа.

Таким образом, если подвести итог этой короткой публикации, можно утверждать, что, несмотря на значительное общее количество публикаций, касающихся возможностей использования НЧОЦ в медицинских целях, и получение большого числа обнадеживающих результатов, дорога к созданию новых лекарственных средств на основе НЧОЦ только начинается. Только комплексный междисциплинарный подход с одновременных содружественным оперативным взаимодействием специалистов в областях химии, биофизики, биологии, медицины позволит преодолеть все эти сложности и создать по-настоящему новое smart-соединение, которое ляжет в основу нескольких серий и линий разных товаров, изделий медицинского назначения, высокоэффективных лекарственных средств и эффективных нанотехнологий для пластической хирургии, косметологи и эстетической медицины.

Благодарности. Мы благодарим Российский научный фонд, нашедший возможность поддержать поисковую тему «Разработка и оценка эффективности медицинских изделий и композиций нового типа на основе редокс-активных наноматериалов и биополимеров с антимикробным действием для ускорения регенерации ран» и в рамках гранта №23-65-10040 выделить финансовые средства для проведения всех работ, необходимых для достижения указанной цели.

Финансирование. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (грант №23-65-10040, https://rscf.ru/project/23-65-10040).

Funding. The study was carried out with the support of the Russian Science Foundation (grant No. 23-65-10040, https://rscf.ru/project/23-65-10040).

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Н.Е. Мантурова, В.А. Ступин, Е.В. Силина

Поиск и анализ литературы — В.А. Ступин, Е.В. Силина, Н.Е. Мантурова

Написание текста — Е.В. Силина, В.А. Ступин,

Редактирование — Н.Е. Мантурова, В.А. Ступин

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail



Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.