Наночастицы на основе углерода — фуллерены
АНО «ПОО медицинский колледж «Монада»
Реферат по основам интеллектуального труда на тему:
«НАНОТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОЙ ФАРМАЦИИ»
Выполнила:
Кодзасова Юлия Сергеевна
Студентка группы ОФЗМ-3 А Б
Специальность «Фармация»
Проверила:
Тимофеева Н.Ю.
Евпатория, 2021
Введение
Под нанотехнологиями понимают совокупность приемов и методов, применяемых при создании, изучении, производстве и использовании наноструктур (размер около 1–700 нм) с новыми химическими, физическими, биологическими свойствами [1]. Так как нанотехнологии помогают создавать новые соединения и структуры, они имеют особую привлекательность для фармакологии, основной задачей которой является поиск новых высокоэффективных лекарственных средств. Сами по себе нанотехнологии основаны на взаимопроникновении различных областей науки — химии, физики, биологии, медицины, генетики, материаловедения, информатики и др. О нанотехнологиях стали говорить сначала в области материаловедения и микроэлектроники. Фармакологи уже давно при создании новых лекарственных веществ и объяснении механизма их действия работают на молекулярном, иногда даже субмолекулярном уровне, то есть с молекулами размером менее 1 нм. Поэтому сегодняшний интерес к нанотехнологиям в фармакологии связан не столько с геометрическими размерами, сколько с новыми способами получения и использования лекарственных средств с помощью методов нанотехнологий. Причем эти методы могут носить как прикладной характер, например методы получения липосомальных или микронизированных лекарственных форм, так и поисковый характер, что гораздо интереснее, так как находится в области пока еще не апробированных междисциплинарных методов создания потенциальных лекарственных средств с принципиально новыми видами биологической активности [2]. Если прикладные вопросы использования нанотехнологий в фармакологии достаточно хорошо описаны (они уже разрабатываются несколько десятилетий), то поисковые работы с помощью методов нанотехнологий находятся в самом начале своего развития и представляют наибольший интерес. С нашей точки зрения в фармакологии такие поисковые работы могут дать наиболее быстрые результаты в трех классах наночастиц: липосомах, фуллеренах и наночастицах металлов.
|
|
|
Наночастицы в виде липидных везикул — липосом
Фармакология уже имеет в своем арсенале наночастицы, которые содержат лекарственные средства и могут доставлять их в клетки. Эти частицы представляют собой липосомы — сферические двухслойные мембраны, содержащие внутри лекарственные вещества. История липосом начинается с 60-х годов ХХ века, когда английский ученый Алек Бэнгхем вместе с коллегами, проводя исследования поведения фосфолипидов в водных средах, на электронных микрофотографиях увидел слоистые частицы, похожие на мембранные структуры клетки. Дальнейшие исследования показали, что неорганические ионы, присутствующие в растворе, включаются внутрь этих частиц и удерживаются там длительное время. Так впервые было установлено, что фосфолипиды, являющиеся основными компонентами клеточных мембран, способны самопроизвольно образовывать в воде замкнутые мембранные оболочки, которые захватывают часть окружающего водного раствора, а образующая их фосфолипидная мембрана обладает свойствами полупроницаемого барьера. Самое важное для фармакологов то, что липосомы способны самопроизвольно заключать в себя среду, в которой находятся, и переносить заключенные в них молекулы химических соединений. Фармакотерапевтические преимущества липосом обусловлены рядом факторов, среди которых природная биосовместимость материала липосом, избирательность депонирования относительно клеток, находящихся в состоянии гипоксии, возможность регулировать липидный состав липосом и тем самым изменять их фармакокинетику и фармакодинамику, то есть регулировать как органотропность, так и характер фармакологической активности. Липосомальные системы следует рассматривать не только как носители лекарственных средств, но и как самостоятельные факторы фармакокоррекции патологических состояний. На основе липосом был создан антигипоксическиантиоксидантный препарат липин — первое в мире промышленно освоенное липосомальное лекарственное средство. Механизм действия липосом, возможно, заключается в модификации фосфолипидного окружения ионных каналов, мембранных рецепторов и ферментов: если оно меняется, то, соответственно, меняется и их активность. Меняя липидный состав липосом можно направленно изменять их фармакологические эффекты.
|
|
|
|
|
|
Наночастицы на основе углерода — фуллерены
До недавнего времени было известно, что углерод образует три аллотропные формы: алмаз, графит и карбин. Аллотропия (от греч. аllos — иной, tropos — поворот, свойство, существование одного и того же элемента в виде различных по свойствам и строению структур. Начиная с 1990 г., когда два ученых Вольфганг Кретчмер и Дональд Хаффман со своими аспирантами опубликовали в журнале Nature статью, в которой описали метод получения фуллеренов испарением графитовых электродов в электрической дуге в атмосфере гелия, стало известно о четвертой аллотропной форме углерода, названной фуллереном. В литературе можно встретить термин «наноуглерод» (nanocarbon) для обозначения семейства, состоящего из различных типов фуллеренов: углеродных нанотрубок, нанографита, наноалмазов. И фуллерены, и нанотрубки представляют собой полые углеродные капсулы. Наиболее популярные и изученные фуллерены из 60 и 70 атомов углерода (С60 и С70) похожи по форме на покрышки традиционного футбольного мяча и мяча для американского футбола, то есть их форма близка к сферической. Только диаметр этих мячей около 0,7 нм. Нанотрубки — по форме цилиндры, причем их длина может в тысячи раз превышать диаметр, который тоже около 0,7 нм. Поэтому «крышечками» таких цилиндров могут быть «половинки» фуллеренов. Толщина сферической оболочки 0,1 нм, радиус молекулы С60 — 0,357 нм. Длина связи С—С в пятиугольнике 0,143 нм, в шестиугольнике — 0,139 нм. Молекулы высших фуллеренов С70, С74, С76, С84 , С164, С192, С216 также имеют форму замкнутой поверхности. Фуллерены с n менее 60 оказались неустойчивыми. Химические модификации фуллеренов и их биологическая активность. Молекулы фуллеренов, в которых атомы углерода связаны между собой как одинарными, так и двойными связями, являются трехмерными аналогами ароматических структур. Обладая высокой электроотрицательностью, они выступают в химических реакциях как сильные окислители. Присоединяя к себе радикалы различной химической природы, фуллерены способны образовывать широкий класс химических соединений, обладающих различными физико-химическими свойствами. Присоединение к С60 радикалов, содержащих металлы платиновой группы, позволяет получить ферромагнитные материалы на основе фуллерена. В настоящее время известно, что более трети элементов периодической таблицы могут быть помещены внутрь молекулы С60. Имеются сообщения о внедрении атомов лантана, никеля, натрия, калия, рубидия, цезия, атомов редкоземельных элементов, таких как тербий, гадолиний и диспрозий. Разнообразие физико-химических и структурных свойств соединений на основе фуллеренов позволяет говорить о химии фуллеренов как о новом перспективном направлении органической химии.
|
|
|
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 84; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!