Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины

Выполнен комплекс работ, направленных на научное обоснование химического конструирования многоуровневых биосовместимых магниточувствительных полифункциональных нанокомпозитов с иерархической архитектурой (моделей медико-биологических нанороботов), изучение их физико-химических свойств и биоактивност...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Date:	2010
Main Authors:	Горбик, П.П., Петрановская, А.Л., Турелик, М.П., Пилипчук, Е.В., Чехун, В.Ф., Лукьянова, Н.Ю., Шпак, А.П., Карбовский, В.Л., Кордубан, А.М., Тришин, В.В., Шевченко, Ю.Б.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2010
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73146
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины / П.П. Горбик, А.Л. Петрановская, М.П. Турелик, Е.В. Пилипчук, В.Ф. Чехун, Н.Ю. Лукьянова, А.П. Шпак, В.Л. Карбовский, А.М. Кордубан, В.В. Тришин, Ю.Б. Шевченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 4. — С. 749-765. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860015452381511680
author	Горбик, П.П. Петрановская, А.Л. Турелик, М.П. Пилипчук, Е.В. Чехун, В.Ф. Лукьянова, Н.Ю. Шпак, А.П. Карбовский, В.Л. Кордубан, А.М. Тришин, В.В. Шевченко, Ю.Б.
author_facet	Горбик, П.П. Петрановская, А.Л. Турелик, М.П. Пилипчук, Е.В. Чехун, В.Ф. Лукьянова, Н.Ю. Шпак, А.П. Карбовский, В.Л. Кордубан, А.М. Тришин, В.В. Шевченко, Ю.Б.
citation_txt	Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины / П.П. Горбик, А.Л. Петрановская, М.П. Турелик, Е.В. Пилипчук, В.Ф. Чехун, Н.Ю. Лукьянова, А.П. Шпак, В.Л. Карбовский, А.М. Кордубан, В.В. Тришин, Ю.Б. Шевченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 4. — С. 749-765. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
description	Выполнен комплекс работ, направленных на научное обоснование химического конструирования многоуровневых биосовместимых магниточувствительных полифункциональных нанокомпозитов с иерархической архитектурой (моделей медико-биологических нанороботов), изучение их физико-химических свойств и биоактивности in vitro на клеточных линиях MCF-7. Изучены процессы иммобилизации на поверхности нанокомпозитов биологически активных молекул с цитотоксическими свойствами, моноклональных антител CD 95 с иммунотерапевтическими и сенсорными свойствами. Исследованы возможности целевой доставки фармпрепаратов за счёт распознавания специфических клеток моноклональными антителами, проанализировано влияние полученных моделей нанороботов на онкоклетки карциномы молочной железы человека (линия MCF-7). Приведены основные результаты по указанным этапам исследований, позволяющие оценить современное состояние разработки и перспективы её практического использования. С целью решения задачи прицельной доставки терапевтических препаратов в методе нейтронозахватной терапии синтезированы и изучены магниточувствительные нанокомпозиты, содержащие бор. Разработана методика синтеза магниточувствительных наноструктур на основе нанокристаллического магнетита, содержащего гадолиний. Виконано комплекс робіт, спрямованих на наукове обґрунтування хемічного конструювання багаторівневих біосумісних магнеточутливих поліфункціональних нанокомпозитів з ієрархічною архітектурою (моделів медично-біологічних нанороботів), вивчення їх фізико-хемічних властивостей та біоактивности in vitro на клітинних лініях MCF-7. Вивчено процеси іммобілізації на поверхні біологічно активних молекуль з цитотоксичними властивостями, моноклональних антитіл CD 95 з імунотерапевтичними і сенсорними властивостями. Досліджено можливості прицільного доставляння фармпрепаратів за рахунок розпізнавання специфічних клітин моноклональними антитілами, проаналізовано вплив одержаних моделів нанороботів на онкоклітини карциноми молочної залози людини (лінія MCF-7). Наведено основні результати за вказаними етапами досліджень, що дозволяють оцінити сучасний стан розроблення та перспективи їх практичного використання. З метою вирішення задачі прицільного доставляння терапевтичних препаратів у методі невтронозахоплювальної терапії синтезовано та вивчено магнеточутливі нанокомпозити, що містять бор. Розроблено методику синтези магнеточутливих наноструктур на основі нанокристалічного магнетиту, що містить ґадоліній. The complex of experiments directed to the development of the scientific basis of chemical construction of multilevel biocompatible polyfunctional nanocomposites with hierarchical architecture (models of biomedical nanorobots), a study of their physical and chemical properties, bioactivity in vitro on the cell lines MCF-7 is completed. The processes of surface immobilization of biologically active nanocomposites of molecules with cytotoxic properties and monoclonal antibodies CD 95 with immunotherapeutic and sensory properties are studied. The possibilities of targeted delivery of pharmaceuticals are verified using the detection abilities of monoclonal antibodies. The influence of the synthesized models of nanorobots on the cancer cells of human breast carcinoma (MCF-7 line) is analysed. The main results of the research work are described for the estimation of the current state of development and the prospects of its practical usage. In order to solve the problems of the targeted delivery of therapeutic drugs for the method of neutron-capture therapy, the magnetosensitive boron-containing nanocomposites have been synthesized. The technique of magnetosensitive nanostructures synthesis on the base of gadolinium-containing nanocrystalline magnetite is developed.
first_indexed	2025-12-07T16:44:43Z
format	Article
fulltext	749 PACS numbers: 81.16.Be, 87.19.xj,87.64.Bx,87.85.J-,87.85.Qr,87.85.Rs, 87.85.St Синтез, физико-химические свойства и биоактивность поли- функциональных нанокомпозитов для биологии и медицины П. П. Горбик, А. Л. Петрановская, М. П. Турелик, Е. В. Пилипчук, В. Ф. Чехун , Н. Ю. Лукьянова , А. П. Шпак, В. Л. Карбовский , А. М. Кордубан , В. В. Тришин , Ю. Б. Шевченко** Институт химии поверхности им. А. А. Чуйко НАН Украины, ул. Генерала Наумова, 17, 03164 Киев, Украина Институт экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р. Е. Кавецкого НАН Украины, ул. Васильковская, 45, 03022 Киев, Украина Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Акад. Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина **Институт ядерных исследований НАН Украины, просп. Науки, 47, 03680, ГСП, Киев, Украина Выполнен комплекс работ, направленных на научное обоснование химиче- ского конструирования многоуровневых биосовместимых магниточувстви- тельных полифункциональных нанокомпозитов с иерархической архитек- турой (моделей медико-биологических нанороботов), изучение их физико- химических свойств и биоактивности in vitro на клеточных линиях MCF-7. Изучены процессы иммобилизации на поверхности нанокомпозитов биоло- гически активных молекул с цитотоксическими свойствами, монокло- нальных антител CD 95 с иммунотерапевтическими и сенсорными свой- ствами. Исследованы возможности целевой доставки фармпрепаратов за счёт распознавания специфических клеток моноклональными антителами, проанализировано влияние полученных моделей нанороботов на онко- клетки карциномы молочной железы человека (линия MCF-7). Приведены основные результаты по указанным этапам исследований, позволяющие оценить современное состояние разработки и перспективы её практическо- го использования. С целью решения задачи прицельной доставки терапев- тических препаратов в методе нейтронозахватной терапии синтезированы и изучены магниточувствительные нанокомпозиты, содержащие бор. Раз- работана методика синтеза магниточувствительных наноструктур на осно- Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2010, т. 8, № 4, сс. 749—765 © 2010 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 750 П. П. ГОРБИК, А. Л. ПЕТРАНОВСКАЯ, М. П. ТУРЕЛИК и др. ве нанокристаллического магнетита, содержащего гадолиний. Виконано комплекс робіт, спрямованих на наукове обґрунтування хеміч- ного конструювання багаторівневих біосумісних магнеточутливих полі- функціональних нанокомпозитів з ієрархічною архітектурою (моделів медично-біологічних нанороботів), вивчення їх фізико-хемічних власти- востей та біоактивности in vitro на клітинних лініях MCF-7. Вивчено про- цеси іммобілізації на поверхні біологічно активних молекуль з цитоток- сичними властивостями, моноклональних антитіл CD 95 з імунотерапев- тичними і сенсорними властивостями. Досліджено можливості приціль- ного доставляння фармпрепаратів за рахунок розпізнавання специфічних клітин моноклональними антитілами, проаналізовано вплив одержаних моделів нанороботів на онкоклітини карциноми молочної залози людини (лінія MCF-7). Наведено основні результати за вказаними етапами дослі- джень, що дозволяють оцінити сучасний стан розроблення та перспекти- ви їх практичного використання. З метою вирішення задачі прицільного доставляння терапевтичних препаратів у методі невтронозахоплювальної терапії синтезовано та вивчено магнеточутливі нанокомпозити, що міс- тять бор. Розроблено методику синтези магнеточутливих наноструктур на основі нанокристалічного магнетиту, що містить ґадоліній. The complex of experiments directed to the development of the scientific basis of chemical construction of multilevel biocompatible polyfunctional nano- composites with hierarchical architecture (models of biomedical nanorobots), a study of their physical and chemical properties, bioactivity in vitro on the cell lines MCF-7 is completed. The processes of surface immobilization of biologi- cally active nanocomposites of molecules with cytotoxic properties and mono- clonal antibodies CD 95 with immunotherapeutic and sensory properties are studied. The possibilities of targeted delivery of pharmaceuticals are verified using the detection abilities of monoclonal antibodies. The influence of the synthesized models of nanorobots on the cancer cells of human breast carcino- ma (MCF-7 line) is analysed. The main results of the research work are de- scribed for the estimation of the current state of development and the pro- spects of its practical usage. In order to solve the problems of the targeted de- livery of therapeutic drugs for the method of neutron-capture therapy, the magnetosensitive boron-containing nanocomposites have been synthesized. The technique of magnetosensitive nanostructures synthesis on the base of gadolinium-containing nanocrystalline magnetite is developed. Ключевые слова: магнитоуправляемые нанокомпозиты, магнетит, цито- статик, моноклональные антитела, наноробот, нейтронозахватная терапия. (Получено 19 октября 2010 г.) 1. ВВЕДЕНИЕ Современный уровень нанотехнологий позволяет создавать уникаль- ные средства для медицины и биологии. Внедрение таких технологий в практику является основой современного прогресса в областях диа- СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОАКТИВНОСТЬ НАНОКОМПОЗИТОВ 751 гностики и терапии, в частности на клеточном и генном уровнях. Внимание исследователей к композитам, содержащим магнитные наночастицы, обусловлено тем, что они имеют специфические свой- ства, нехарактерные для сплошного магнитного материала. Наблю- даются отличия до сотен градусов в температурах Кюри или Нееля, а также ряд необычных свойств – гигантское магнитосопротивление, аномальный магнитокалориметрический эффект и т.п. К перспективным направлениям использования магнитных ма- териалов с развитой поверхностью относится создание сорбентов, магниточувствительных нанокомпозитов для направленного транспорта лекарственных средств. В последние годы в качестве альтернативного направления приоритет приобрели работы в обла- сти создания «наноклиник» – многоуровневых магниточувстви- тельных нанокомпозитов, обладающих комплексом функций, ха- рактерных для нанороботов, включающих распознавание специ- фических микробиологических объектов в биологических средах, целевую доставку лекарственных препаратов в органы- или клетки- мишени, диагностику и терапию заболеваний на клеточном или генном уровнях, адсорбцию продуктов распада клеток после воз- действия терапевтического препарата или гипертермии, их удале- ние из организма с помощью магнитного поля и т.п. [1]. При модифицировании поверхности носителей биосовместимыми полимерами необходимо оптимизировать функции полимерной со- ставляющей. Полимерные молекулы могут выступать в этих систе- мах в роли связующего для терапевтического или диагностического препарата, в то же время определяя характеристики лекарства: рас- творимость, биодоступность, пролонгированность действия за счёт медленной десорбции лекарственных препаратов из полимерной матрицы, срок хранения и др. Способы закрепления фармакологиче- ски активных веществ на поверхности полимера также могут быть различными, что определяется назначением лекарства и клиниче- ской патологией, в условиях которой они применяются. Химиотерапевтические противоопухолевые лекарственные сред- ства в живом организме вызывают нарушение обмена нуклеиновых кислот, препятствуют процессам биосинтеза и функции ДНК, угне- тают кроветворение, пищеварение, являются кардио-, нейро- и нефротоксичными. Поэтому задача направленного транспорта ле- карственного средства в клетки опухоли с помощью магнитных но- сителей чрезвычайно актуальна. Их фиксация и депонирование маг- нитным полем в зоне опухоли даёт возможность значительно умень- шить терапевтическую дозу препарата и, как следствие, свести к ми- нимуму токсико-аллергические реакции организма. Использование моноклональных антител в онкологической прак- тике относят к методам пассивной иммунотерапии. Клинические дан- ные свидетельствуют о безусловной эффективности пассивной имму- нотерапии, по результатам сравнимой с химиотерапией, притом, что 752 П. П. ГОРБИК, А. Л. ПЕТРАНОВСКАЯ, М. П. ТУРЕЛИК и др. уровень её токсичности значительно ниже. Комбинированное исполь- зование иммуно- и химиотерапии считается наиболее перспективным, поскольку значительно расширяет возможности лечения современ- ными препаратами и способствует повышению их эффективности [2]. Исследования, направленные на разработку магнитоуправляе- мых лекарственных препаратов химиотерапевтического, диагно- стического и гипертермического действия, широко ведутся в разви- тых странах мира. Особенно актуальны работы, направленные на диагностику и терапию онкозаболеваний на клеточном уровне, что и обусловило выбор направления данного исследования. Цель настоящей работы – научное обоснование и эксперимен- тальная отработка всех основных этапов химического конструиро- вания магниточувствительных нанокомпозитов с иерархической архитектурой для применения в медицине и биологии; анализ осо- бенностей синтеза, физико-химических свойств и биоактивности нанокомпозитов на клеточных линиях карциномы молочной желе- зы человека; анализ перспективности их использования для осу- ществления ряда терапевтических функций in vivo. 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 2.1. Создание биосовместимого покрытия на поверхности наноразмерного магнетита Покрытие наночастиц может состоять из различных полимерных органических либо неорганических материалов. Разнообразные по- верхностно-активные вещества, такие как олеат натрия, доде- циламин, натрийкарбоксилат метилцеллюлоза, также используются для увеличения дисперсности наноразмерных частиц в водной среде. Наночастицы, предназначенные для транспорта лекарственных средств, должны иметь гидрофильную поверхность и размеры, мень- ше 60 нм. Одним из возможных подходов к увеличению времени цир- куляции наночастиц в кровотоке является покрытие их гидрофиль- ными полимерами типа полиэтиленгликоль (ПЭГ), что предотвращает агрегацию и минимизирует или вовсе устраняет адсорбцию белка, а так же делает частицу «невидимой» для клеток иммунной системы. Одним из перспективных способов формирования покрытия на по- верхности наноматериалов является полимеризация в плазме. По- скольку при этом используют электрический разряд при низком дав- лении, как правило, употребляется термин «полимеризация в тлею- щем разряде». Процесс формирования покрытий полимеризацией в плазме объединяет в себе все функциональные стадии образования полимера и проходит, по сути, в течение одного этапа. Следует отме- тить, что химические реакции в плазме, как правило, носят сложный поэтапный характер и протекают через промежуточные состояния СИ возбужде проходят Макро обеспечи ных мол Процессы важную зовании ировани сти с уча лучения Модифи Полиакр полимер плазме т титрован полной п Опред выполне Избыт оттитров B Повер амином верхност Модифи этоксис тита вып пропилт ность ма аминопр ИНТЕЗ, СВОЙ енных мол т по такому о- и микро ивают высо лекул в эле ы переноса роль при п активного я реакций астием акт пленок в т ицирование риламидны ризацией а тлеющего В ния двойны полимериза деление ст ено по реак ток брома вывали тио Br2 + 2KI → рхность пол для образ ти. Актива ицирование силаном. М полняли ж риэтоксиси агнетита пр ропильных ЙСТВА И БИ лекул, тогд у механизм оскопическ окоэффект ементарны а заряженн полимериз о центра ро , образован тивных час тлеющем ра е поверхно ый слой на п акриламид ВЧ-разряд ых углерод ации слоя а тепени кон кции: при взаим осульфатом → I2 + 2KBr лиакрилам зования ре ацию осущ е поверхно Модифицир жидкофазн илана в то риобретала х групп: ИОАКТИВНО да как обы му, либо про кие характ тивную ген ых процесса ных части зации на по оста цепи. нии новой стиц важны азряде, их ости маг поверхност да с N,N′ да [7, 8]. А д-углеродн акриламид нверсии м модействии м натрия: , I2 + 2Na2S мидного сл еакционнос ществляли п ости магн рование по ым способ олуоле. В а основные ОСТЬ НАНОК чные хими оходят с ни теристики нерацию ра ах роста пр ц в тлеющ оверхности Сведения о фазы в объ ы для опис структуры гнетита п ти частиц м -метилен-б Анализ кин ных связей а в течение мономера м и с KI выде S2O3 → 2Na лоя, актив способных по реакции нетита γ- оверхности бом полиме результат е свойства з КОМПОЗИТО ические реа изким выхо тлеющего адикалов м ри полимер щем разряд и, а именно о характер ъёме и на п сания проц ы и свойств полиакрил магнетита п бис-акрилам нетических й свидетель е 2 минут [3 методом К еляет йод, aI + Na2S4O ировали эт х-NH2 груп и: -аминопро и наночасти еризацией те реакции за счёт при ОВ 753 еакции не одом. о разряда мономер- ризации. де играют о, в обра- ре иници- поверхно- цессов по- в. ламидом. получали амидом в х кривых ьствует о 3]. Кауфмана который O6. тиленди- пп на по- опилтри- иц магне- γ-амино- и поверх- ививки γ- 754 П Получ ми дери спектрос Интен приблиз разовани После аминопр структур ние ами тервале бированн ляет 24 м Модифи С целью совмести нове нан гидрокси кальция Синте спектрос тоэлектр Установл нием Ca/ вания. С рассчиты пользова Толщи нетита о равна ∼ 4 составил Поско реакции лютно бе ным спо ния в ме с помощ тура нан П. П. ГОРБИК ченные мод иватографи скопии. нсивный ду ительно од ии на повер е модифици ропильных рных прео нопропиль 450—1010 ной воды. мкмоль/м2 ицирование придания имости раз нокристалл иапатитово я по реакци езированны скопии, ре ронной сп лено, что ф /P = 1,7, чт Средний ра ывали согл анием форм ина слоя г определена 4 нм (оцен ла ∼ 30%). ольку ацета и наряду с езвреден д особом, явл едицине и б щью рентген нокомпозит К, А. Л. ПЕТР дифициров ии, рентге ублет поло динаковой рхности ма ирования х групп п бразовани ьных групп К с учетом Концентр 2 [4]. е поверхно магниточу работана м лических ого покры ии: ые образцы нтгеностру ектроскопи фаза гидро то соответс азмер крис ласно рентг мулы Шерр гидроксиап а по соотн нено по пр ат калия, я нанокомпо для органи ляется пер биологии. С нофазового та. РАНОВСКАЯ ванные обр енострукту осы поглощ интенсивн агнетита си магнетита по данным й магнети п рассчиты м присутств рация амин ости магн увствитель методика си магнетита ытия выпо ы исследо уктурного ии, изуче оксиапатит ствует стех сталлитов м геновским рера. патита на п ношению п риросту ма являющийс озитом маг зма, гидро рспективны Синтезиро о анализа; Я, М. П. ТУРЕ разцы иссл урного ана щения при ности свид илоксановы а прививко м рентгено та не прои ывали по п вия в проб нопропиль нетита ги ьным носит интеза нан а и гидрок лнялся из ованы мет анализа и ны их со та характер иометрии р магнетита дифракци поверхност площади F ассы нанок ся сопутств гнетит/гид оксиапатит ым матери ованные обр подтверж ЕЛИК и др. ледовались ализа и И и 1037 и 1 етельствов ых связей S ой к поверх офазового исходило. С потере мас е физическ ьных групп идроксиапа телям высо нокомпозит ксиапатита з раствора тодами И рентгенов остав и ст ризуется со реакции ег и гидрокси онным пик ти наночас Fe2p-/Fe3p- композита, вующим пр дроксиапат т, полученн алом для п разцы иссл ден состав ь метода- К-фурье- 1130 см −1 вал об об- Si—О—Si. хности γ- анализа Содержа- ссы в ин- ки адсор- п состав- атитом. окой био- тов на ос- а. Синтез а ацетата ИК-фурье- вской фо- труктура. оотноше- го образо- иапатита кам, с ис- стиц маг- -линий и , которая родуктом тит, абсо- ный дан- примене- ледованы в и струк- СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОАКТИВНОСТЬ НАНОКОМПОЗИТОВ 755 2.2. Создание модели магнитоуправляемого наноробота Иммобилизация цитостатического препарата. Следующим эта- пом создания магниточувствительного биосовместимого нанокомпо- зита для осуществления ряда терапевтических функций, является иммобилизация цитотоксического препарата на поверхности ча- стиц. Одним из наиболее эффективных цитостатиков, применяю- щихся в онкомедицине, является цисплатин (ЦП), в составе которо- го имеется платина. Механизм противоопухолевого действия препа- ратов, содержащих платину, связан с бифункциональным алкили- рованием цепей ДНК, вызывающим угнетение биосинтеза нуклеи- новых кислот и апоптоз клеток. Стабильность цитостатика исследо- валась на клеточной культуре в течение 10, 20, 30 суток. Установле- но, что цитотоксическая активность цисплатина сохраняется на про- тяжении одного месяца [3]. Исследовалась кинетика адсорбции ЦП на поверхности нанокомпо- зитов. Показано, что количество адсорбируемого цисплатина (по Pt2+ ) на поверхности нанокомпозита Fe3O4/ПАА составило 128 мг/г, на Fe3O4/γ-АПС = 98,3 мг/г, на Fe3O4/ГА = 60,1 мг/г. Основная часть ци- тостатика адсорбировалась в течение первых 2—3 часов. Измерения выполняли на однолучевом двухканальном атомно-абсорбционном спектрофотометре С-115 М1 с пламенным атомизатором, дейтериевым корректором фона и цифровой регистрацией. Использовалась лампа с полым катодом на платину, аналитическая линия – 265,9, топливно- окислительная система: ацетилен—воздух [5]. Иммобилизация моноклональных антител CD 95 на поверхно- сти нанокомпозитов. Методика ковалентного связывания антитела с нанокомпозитом состояла во взаимодействии альдегидных групп, образующихся на молекулах гликопротеина в результате периодат- ного окисления боковых карбогидратных цепочек, с аминогруппами модификатора поверхности носителя. При этом образуются основа- ния Шиффа (имины). Ковалентное присоединение антител этим ме- тодом к поверхности носителей имеет преимущество по сравнению с другими и заключается в том, что происходит ориентированное за- крепление молекул антитела, фрагментом Fc к поверхности, тогда как Fab фрагмент остаётся свободным и ориентирован наружу. Изучены неспецифическая (физическая) адсорбция и ковалентное присоединение моноклонального антитела СD 95 на поверхности нанокомпозитов: магнетит/полиакриламид (Fe3O4/ПАА), магнетит/γ- аминопропилсилоксан (Fe3O4/γ-АПС), магнетит/гидроксиапатит (Fe3O4/ГА). В качестве сенсорных молекул использовалось монокло- нальное мышиное антитело СD 95 против Fas-антигена человека изо- типа IgG1, kappa, клоны DX2 производства DakoCytomation (Дания). Окисление антитела для формирования альдегидной функцио- нальной группы проводили NaIO4 в ацетатном буфере по реакции: 756 П Прове на повер нования Колич концентр на комби SIAFRTD основу м си (Coom комплек калибров ных анти Экспе ет сущес сорбцией ной NH2 возраста слоя и к десорбци ний Шиф Показ гидрокси физическ ности Fe ТАБЛИЦ клональн F Fe3 Fe Fe3O Fe3O П. П. ГОРБИК едение, соб рхность на я Шиффа: чество адсо рации анти инированн D, Serial N метода поло massie Blue) кса с глико вочному гр ител на пов рименталь ственные п й на нанок 2-группами ает термоди инетическ ии иммуно ффа. зано, что ве иапатитово ки, так и к e3O4, функц ЦА 1. Коли ных антител Нанокомпо Fe3O4/ГА + С 3O4/γ-AПС + e3O4/ПАА + O4/γ-AПС + С O4/ПАА + СD К, А. Л. ПЕТР бственно, к анокомпози орбированн ител в конт ом ридере Number 202 ожен сдвиг ) G-250 на д опротеином рафику и р верхности и ьно показан преимущес омпозитах и. В резул инамическ ая устойчи оглобулина еличина фи ом носител ковалентно ционализир ичественны л CD 95. озит СD 95 + СD 95 СD 95 СD 95окисл. D 95окисл. РАНОВСКАЯ ковалентн ита осущес ного вещес тактных ра для микро 2993 (Bio T г спектра п длине волн м. Концент рассчитыв исследуемы но, что ков ства в сравн х с поверхн льтате обр кая устойчи ивость, всл а за счет м изической ле существе оиммобили рованного ые характер С0, м 20 20 20 3, 3, Я, М. П. ТУРЕ ой иммоби ствляется ства опред астворах до опланшета Tek) по ме поглощения ны 595 нм п трацию ант али адсорб ых наноком валентное п нении с не ностью, фун азования ивость имм ледствие за медленного адсорбции енно превы изованных аминогруп ристики им мкг/мл 0,00 0,00 0,00 ,88 ,88 ЕЛИК и др. илизации а с образова деляли изм о и после ад Synergy H етоду Бред я красител при образов титела изм бцию моно мпозитов (т присоедине еспецифиче нкционали ковалентно мобилизир амедления о гидролиза и гликопро ышает вели антител на ппами. Выс ммобилизац А(СD 95), 590 физич 1,2 физич 2,3 физич 137,7 ковал 163,2 ковал антитела анием ос- мерением дсорбции HT, Model дфорда. В ля Кумас- вании им меряли по оклональ- табл. 1). ение име- еской ад- изирован- ой связи рованного процесса а основа- отеина на ичину как а поверх- сокая ад- ции моно- , мкг/г ческая ческая ческая алентная алентная СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОАКТИВНОСТЬ НАНОКОМПОЗИТОВ 757 сорбционная ёмкость поверхности Fe3O4/ГА может быть объяснена сложным механизмом адсорбции гликопротеина, который включает анионный и катионный обмен. Са 2+ взаимодействует с карбоксилат- ными остатками поверхности антитела, тогда как РО4 2− взаимодей- ствует с основными участками молекулы. Значительное влияние на механизм адсорбции белка осуществляет рН среды, из которой про- исходит адсорбция. Корреляция рН среды с pI адсорбтива обуслов- ливает конформацию адсорбированных молекул. Учитывая значительную величину адсорбции антител на поверх- ности Fe3O4/ГА, по сравнению со значениями адсорбции на поверх- ности нанокомпозитов, функционализированных аминогруппами, можно сделать предположение об образовании плотной ориентиро- ванной упаковки молекул СD 95 на поверхности нанокомпозита, мо- дифицированного ГА, а именно Fc фрагментом к поверхности, тогда как Fab фрагмент остаётся неизменным и ориентированным наружу. Это подтверждено совместными с ИЭПОР им. Р. Е. Кавецкого НАН Украины исследованиями на клеточных линиях иммунотерапевти- ческого влияния биофункционализированных нанокомпозитов. Их цитотоксическое действие превышало действие контрольных доз ан- тител в 2,7 раза. Кроме того, иммобилизованные антитела на по- верхности ГА характеризовались слабой десорбцией в модельных биологических средах. Следует отметить, что при распознавании специфического мик- робиологического объекта в биологической среде, например, клет- ки, магниточувствительный носитель сенсора находится в непо- средственной близости от неё, либо проникает через мембрану во внутриклеточное пространство. При этом имеется реальная воз- можность точного определения ее пространственного местонахож- дения, и наблюдения магниторезонансными методами за переме- щением композита во времени. Применяя методы компьютерной томографии, можно визуализировать этот процесс и получить объ- ёмные изображения. Последнее особенно важно для ранней диагно- стики заболеваний и установления точных размеров опухоли [6, 7]. 2.3. Исследование цитотоксического эффекта моделей нанороботов Изучено влияние магниточувствительных нанокомпозитов с адсор- бированным цитостатиком, конъюгированным моноклональным ан- тителом (моделей нанороботов), на жизнеспособность клеточной ли- нии карциномы молочной железы человека МСF-7. Для сравнения изучалось действие нанокомпозитов на жизнеспособность клеток с отдельно иммобилизированными моноклональными антителами и цитостатиком [3, 4]. Модели магнитоуправляемых лекарственных препаратов цитотоксического действия были исследованы in vitro. Для контроля были использованы: чистая питательная среда; 758 П. П. ГОРБИК, А. Л. ПЕТРАНОВСКАЯ, М. П. ТУРЕЛИК и др. цисплатин с концентрацией С = 2,5 мкг/мл, что соответствует чет- вертичной дозе биологического эквивалента эффективности ІС25; мо- ноклональное антитело CD 95 с С = 0,2 мкг/мл (доза, используемая при лечении, составляет 10—30 мкг/мл). Также были исследованы исходный магнетит и нанокомпозиты магнетит/полиакриламид (Fe3O4/ПАА), магнетит/γ-аминопропилсилоксан (Fe3O4/γ-АПС), маг- нетит/гидроксиапатит (Fe3O4/ГА) (табл. 2). Использование магнитных нанокомпозитов, в состав которых входит противоопухолевый препарат и моноклональное антитело CD 95, сопровождалось синергическим эффектом цитотоксического действия (превышение общего действия контрольных доз препара- тов цисплатина и антитела в 1,5 раза) (табл. 3). Установлено наличие значительного синергического эффекта в системе магнитный носи- тель—цисплатин—антитело. Из полученных результатов видно, что использование магниточувствительных нанокомпозитов с адсорби- рованным цисплатином с концентрацией вдвое ниже терапевтиче- ского диапазона, конъюгированных моноклональным антителом CD 95 приводит к гибели 57% опухолевых клеток, что превышает действие контроля примерно на 50%. Этот синергический эффект можно объяснить рядом факторов. Во-первых, осуществлена адрес- ная доставка комплекса цитостатик – моноклональное антитело к опухолевым клеткам благодаря наличию на их поверхности рецеп- торов. Цитотоксический эффект, собственно, цисплатина осуществ- ляется через образование ковалентных связей молекул препарата с ДНК. Гибели клетки способствует травматическое действие нано- композита на клеточную мембрану, что существенно улучшает про- никновение лекарственного препарата через мембранный барьер. Бифункциональные продукты взаимодействия, так называемые ДНК-аддукты, блокируют репликацию, транскрипцию и, как след- ствие, клеточную пролиферацию. Во-вторых, система лиганд— рецептор играет важную роль в апоптозе злокачественных клеток. Связываясь со своим рецептором, антитело запускает иммунотера- певтический механизм, который приводит к апоптозу [3, 4]. ТАБЛИЦА 2. Данные биосовместимости синтезированных нанокомпо- зитов. Носитель Контроль, % Живые, % Погибшие клетки, % Fe3О4 100 98 2 Fe3О4/γ-АПС 100 88 6 Fe3О4/ПАА 100 99 1 Fe3О4/ГА 100 100 0 Т А Б Л И Ц А 3 . Д а н н ы е б и о а к т и в н о с т и м о д е л е й н а н о р о б о т о в н а о с н о в е м а г н е т и т а . К о н т р о л ь с р а в н е н и я К о л и ч е с т в о п о г и б ш и х к л е т о к , % Э ф ф е к т п р е п а р а т а F e 3 О 4 / γ- А П С + Ц П F e 3 О 4 / γ- А П С + C D 9 5 F e 3 О 4 / γ- А П С +Ц П + + C D 9 5 F e 3 О 4 / П А А +Ц П F e 3 О 4 / П А А + C D 9 5 F e 3 О 4 / П А А +Ц П + + C D 9 5 F e 3 О 4 / Г А +Ц П F e 3 О 4 / Г А + C D 9 5 F e 3 О 4 / Г А +Ц П + + C D 9 5 Ц и с п л а т и н (Ц П ) 2 5 3 1 3 8 4 8 А н т и т е л о C D 9 5 1 0 2 0 2 1 2 7 Ц П + C D 9 5 4 0 4 6 5 7 5 7 СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОАКТИВНОСТЬ НАНОКОМПОЗИТОВ 759 760 П. П. ГОРБИК, А. Л. ПЕТРАНОВСКАЯ, М. П. ТУРЕЛИК и др. Следовательно, использование магниточувствительных наноком- позитов (нанороботов), в состав которых входит противоопухолевый препарат и моноклональное антитело CD 95, позволяет реализовать распознавание специфических клеток и достичь цитотоксического эффекта препарата при более низких концентрациях, уменьшая при этом токсическое воздействие препарата на организм в целом. 2.4. Нанокомпозиты для нейтронозахватной терапии Метод нейтронозахватной терапии основан на селективном накоп- лении изотопов 10B, 157Gd в раковых клетках и их взаимодействии с тепловыми нейтронами. Энергия γ-кванта, который выделяется при захвате нейтрона ядром атома бора составляет 17% от общей выде- ляемой энергии, поэтому основное воздействие на раковую клетку оказывают осколки: α-частицы и ядра лития 7Li. Поскольку длина свободного пробега осколков сопоставима с размерами клетки, а се- чение захвата тепловых нейтронов ядер 10B на 4—7 порядков боль- ше, чем углерода, водорода, кислорода и азота, входящих в состав клетки, здоровые ткани организма практически не повреждаются. Изотоп 157Gd имеет рекордное (255000 барн) сечение захвата нейтронов, высокий (98%) выход конверсионных и Оже-электронов. Перспективным представляется использование соединений, одно- временно содержащих бор и гадолиний. В качестве одного из перспективных способов обеспечения селек- тивности накопления 10В или 157Gd на тканевом уровне нами рас- сматривается использование нейтронозахватных агентов в составе магнитной жидкости. С этой целью разработаны методики получе- ния борсодержащих магнитных жидкостей на основе наноразмерно- го магнетита, стабилизированного мезо-2,3-димеркаптосукциновой кислотой; а также феррита гадолиния. Модифицирование поверхности магнетита мезо-2,3-димеркап- тосукциновой кислотой. Перспективными модифицирующими агентами магниточувствительных наночастиц являются соединения с тиольными функциональными группами, поскольку образование межмолекулярных дисульфидных мостиков значительно повышает прочность покрытия. Использование мезо-2,3-димеркаптосукцино- вой кислоты (DMSA) для формирования капсулы магниточувстви- тельных частиц решает проблему стабильности коллоидной системы в водной среде, биосовместимости материала, и позволяет иммоби- лизацию необходимых соединений через тиольные и карбоксильные функциональные группы поверхности. Биоактивность DMSA характеризуется способностью к образова- нию связей функциональных групп покрытия с ионами тяжёлых металлов и выведению их из организма. Тиольные группы, входя- щие в состав DMSA, способны к образованию связи с остатками ци- СИ стеина в чённому vivo кин стицами (до 32,5 (макроф Тиоль фидных вание пр магнито телями д С цель билизац менения ние пове с образо ной груп DMSA ция лиг лярных бильност крытых 11) в фо группы карбокси лентной Для п тита, бы покрыти скопию. показал, ИНТЕЗ, СВОЙ в молекула у выведени етики пок и с оболочк 5%) степен фагами и не ьные групп мостиков рочной пол чувствител для провед ью подгото ии борсоде я в нейтрон ерхности ч ванием св ппой повер A формиру гандной об дисульфи ть покрыт DMSA, яв осфатных придают н ильные и т посадки б подтвержде ыли выполн ия наночас Анализ, в , что кол ЙСТВА И БИ ах белков к ию из орган рытия кле ками на осн ни их фаго ейтрофилам пы DMSA между адс лимерной льные част дения меди овки повер ержащих нозахватно астиц мезо язи карбок хности: ет стабиль болочки д дных связ тия. Получ вляется ста буферных наночастиц тиольные г иологическ ения налич нены ИК-ф стиц и рен выполненны ичество S ИОАКТИВНО крови, спос низма. Не еточной ме нове DMSA оцитоза к ми). A обеспечи сорбирован нанокапсу тицы явля ико-биолог рхности на компонент ой терапии о-2, 3-диме ксильной ьное покры достигается зей между ченный во абильным х системах це гидроф группы мо ких лиганд чия связи D фурье-спект нтгеновскую ый по мето SH-групп в ОСТЬ НАНОК собствуя т которые д мбраны ма A, подтвер летками и вают форм нными мол улы. Итак яются перс ических ис аночастиц тов и посл и, проведе еркаптосук группы DM ытие, даль я образова у цепями, одный зол в широки х. Свободн ильные св гут исполь дов. DMSA с по троскопиче ю фотоэле оду Кимбол в наноком КОМПОЗИТО ем самым анные изу агнитными рждают пов иммунной мирование лекулами и к, покрыты спективны сследовани магнетита ледующего ено модифи кциновой к MSA с гид нейшая ст анием меж повышающ ль наночас их предела ые карбок войства. Св ьзоваться д оверхность еские иссле ктронную лла—Краме мпозите со ОВ 761 её облег- учения in и наноча- вышение системы е дисуль- и образо- ые DMSA ыми носи- ий. а к иммо- о их при- ицирова- кислотой дроксиль- табилиза- жмолеку- щих ста- стиц, по- ах рН (3— ксильные вободные для кова- ью магне- едования спектро- ера—Рида оставляет 762 П. П. ГОРБИК, А. Л. ПЕТРАНОВСКАЯ, М. П. ТУРЕЛИК и др. 0,0024 моль/г = 2,4 ммоль/г. При Sуд. = 130 м 2/г количество SH- групп – 0,019 ммоль/м 2. Важнейшими характеристиками магнитной жидкости и любой дисперсной системы являются размер частиц и дзета-потенциал. Дзета-потенциал определяет возможность и скорость перемещения дисперсной фазы относительно дисперсионной, интенсивность элек- трокинетических явлений и устойчивость золей к деструкции дис- персных систем электролитами. Исследовался дзета-потенциал и средний размер частиц синтези- рованной магнитной жидкости с помощью динамического светорас- сеяния. Выполнены измерения распределения частиц магнитной жидкости Fe3O4—DMSA/вода по дзета-потенциалу, результаты ко- торых показано в табл. 4. Результаты свидетельствуют о высоком отрицательном потенци- але частиц при рН = 7, благодаря сильному электростатическому отталкиванию, препятствующему агрегации частиц в водной среде. При росте рН, дзета-потенциал уменьшается за счёт повышения степени ионизации COOH- и SH-функциональных групп. Синтез карборансодержащих нанокомпозитов по реакции тиол- дисульфидного обмена. Актуальным направлением создания нанокомпозитов для нейтронозахватной терапии является иммоби- лизация борсодержащих соединений (карборанов) на поверхности магниточувствительных нанокомпозитов, модифицированных био- совместимым покрытием с необходимыми функциональными группами. Использование DMSA для формирования капсулы магниточув- ствительных частиц решает проблему стабильности коллоидной системы в водной среде, биосовместимости материала, и позволяет иммобилизацию необходимых соединений через тиольные и кар- боксильные функциональные группы поверхности. Иммобилизация на поверхность DMSA молекул орто-тиокарборана осуществлялась по реакции тиол-дисульфидного обмена с дипири- дилдисульфидом. Пиридилдисульфиды (пиридилдитиолы) вступают в реакцию со свободными сульфогидрильными группами по реакции дисульфидного обмена в широком спектре рН с образованием дисуль- фидной связи: ТАБЛИЦА 4. Дзета-потенциал и усреднённый размер частиц магнитной жидкости Fe3O4—DMSA/вода согласно данным светорассеяния. Дзета-потенциал, мВ −40,3 Ширина распределения по дзета-потенциалам, мВ 9,84 Проводимость образца, мС/см 0,129 Усреднённый диаметр частиц, нм 40,5 СИ Оптим дами ре тронной поверхн Синтез нения со при взаи дит обра цированн следован пользова несмотря ствовала жением ческих наивысш нов. Поэ пии возн нашедши для магн ных соед раза. Это и электр В наст риалов н ми гадол рата гад вали ме рентгено теристик магнитом В резу ИНТЕЗ, СВОЙ мальный дл ентгеностр спектроск ости нанок Gd-содерж оединений имодействи зование γ-ф ная радиац ниях для л али 10В. Ис я на высок а высокая н почек) сво солей гад шее среди в этому новы ник в конц их универ нитно-резо динений га о объясняе онов внутр тоящей ра на основе г линия вып олиния. С етодами сп овской фот ки наноком метра. Син FeS ультате си ЙСТВА И БИ ля проведе уктурного копии пок композита. жащих нано гадолиния ии изотопов фотонов и э ция), являю лечения ме пользовани кое сечение нефротокси бодных, т. олиния. И всех элеме ый интерес це 1980-х рсальное пр онансной д долиния пр тся воздейс ренней конв аботе прове адолиния. олняли жи остав и стр пектроскоп тоэлектрон мпозитов и нтез магнет O4 + FeCl3 + нтеза магн ИОАКТИВНО ения реакц о анализа азано нали . окомпозит я является в с эпитепл электронов ющихся ци еланомы и ию гадолин е захвата н ичность (эф .е. несвязан Известно, ентов сечен к гадолини годов в св рименение диагностик риводит к ствием выс версии на о едено созда Модифиц идкофазны руктуру по пии, рентг нной спектр исследовал тита выпол + Gd(NO3)3 нетита с со ОСТЬ НАНОК ции рН в п и рентген ичие бора тов. Важн я нейтроно ловыми ней в внутренне итотоксичн и глиомы г ния в терап нейтрона я ффект, про нных в ком что гадол ние захвата ию в нейтр вязи с введ е Gd-содерж ки. Исполь задержке р сокоэнерге онкоклетки ание нанок ирование м ым способом олученных генострукт роскопии. ли с помощ лняли по сл → FeGdO3F олью нитр КОМПОЗИТО ределах 6— новской ф и —S—S—-с ой область захватная йтронами, ей конверси ными. В ра головного м певтически дром 157Gd оявляющий мплексы, н линию сво а тепловых ронозахватн дением в п жащих пр ьзование к роста опухо тических γ и в организм композитн магнетита м при помо х образцов турного ан Магнитны щью вибрац ледующей с FeO. ата гадоли ОВ 763 —9. Мето- фотоэлек- связей на ью приме- терапия, происхо- ии (инду- анних ис- мозга ис- их целях, d, препят- йся пора- неоргани- ойственно х нейтро- ной тера- практику репаратов комплекс- оли в 2—3 γ-фотонов ме. ных мате- катиона- ощи нит- исследо- нализа и ые харак- ционного схеме: иния, по- 764 П. П. ГОРБИК, А. Л. ПЕТРАНОВСКАЯ, М. П. ТУРЕЛИК и др. лучены частицы с хорошими магнитными свойствами. На рентге- нограмме отчётливо проявляется фаза магнетита, а также присут- ствует аморфная фаза (рис., кривая 1). Для достижения степени кристалличности, приемлемой для определения методом РФА, об- разцы отжигали при высоких температурах. После отжига при Т = 900—1000°С на дифрактограмме (рис., кривая 2) наблюдаются пики при углах от 20 до 30°, которые относятся к кристаллической фазе GdFeO3 (JCPDS № 47-67). По результатам рентгенофазового анализа можно сделать вывод о том, что в процессе синтеза магнетита соосаждением с солью нитра- та гадолиния при заданных условиях, образуются соединения типа GdxFe3−xO4, которые обладают хорошими магнитными свойствами. Далее, в процессе отжига при высоких температурах на воздухе происходит окисление и образуется парамагнитная фаза GdFeO3. 3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе работы осуществлено научное обоснование актуальности и своевременности конструирования многоуровневых биосовмести- мых магниточувствительных полифункциональных нанокомпози- тов с иерархической архитектурой (моделей медико-биологических нанороботов), изучения их физико-химических свойств и биоак- тивности in vitro на клеточных линиях рака. Выполнено детальное изучение способов иммобилизации сенсорных молекул на поверх- ность нанокомпозитов, а также биоактивных соединений различ- ной природы (бор-, гадолинийсодержащих, цитостатиков), способ- Рис. Дифрактограмма магнетита, модифицированного гадолинием. СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И БИОАКТИВНОСТЬ НАНОКОМПОЗИТОВ 765 ных осуществлять необходимое терапевтическое воздействие на по- вреждённые ткани организма. Проанализировано влияние полу- ченных моделей нанороботов на онкоклетки карциномы молочной железы человека (линия MCF-7). Направлениями дальнейших ис- следований могут быть: создание новых форм лекарственных пре- паратов, выполнение доклинических испытаний, разработка но- вейших магнитоуправляемых нанокомпозитов для нейтроноза- хватной терапии. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. M. C. Roco, R. S. Williams, and P. Alivisatos, Nanotechnology Research Direc- tions. Vision for Nanotechnology R&D in the Next Decade (Dordrecht: Kluwer Academic Publishers: 2002). 2. L. Levy, Y. Sahoo, Kyoung-Soo Kim, and J. Earl Bergey, Chem. Mater., 14: 3715 (2002). 3. Физикохимия наноматериалов и супрамолекулярных структур (Ред. А. П. Шпак, П. П. Горбик) (Киев: Наукова думка: 2007), т. 1. 4. Nanomaterials and Supramolecular Structures. Physics, Chemistry, and Applica- tions (Eds. A. P. Shpak and P. P. Gorbyk) (Dordrecht, Netherlands: Springer: 2009), p. 63. 5. П. П. Горбик, А. Л. Петрановская, С. В. Горобец, Л. Ю. Куницкая, А. А. Васильева (Патент Украины № 81734 от 25.01.2008 г). 6. П. П. Горбик, А. Л. Петрановская, Д. Г. Усов, Л. П. Сторожук (Патент Украины №86322 от 10.04.2009 г). 7. П. П. Горбик, В. Н. Мищенко, А. Л. Петрановская, С. В. Горобец, А. А. Ва- сильева, Н. В. Абрамов (Патент Украины № 91149 от 25.06.2010 г).
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-73146
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1816-5230
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:44:43Z
publishDate	2010
publisher	Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
record_format	dspace
spelling	Горбик, П.П. Петрановская, А.Л. Турелик, М.П. Пилипчук, Е.В. Чехун, В.Ф. Лукьянова, Н.Ю. Шпак, А.П. Карбовский, В.Л. Кордубан, А.М. Тришин, В.В. Шевченко, Ю.Б. 2015-01-05T15:23:29Z 2015-01-05T15:23:29Z 2010 Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины / П.П. Горбик, А.Л. Петрановская, М.П. Турелик, Е.В. Пилипчук, В.Ф. Чехун, Н.Ю. Лукьянова, А.П. Шпак, В.Л. Карбовский, А.М. Кордубан, В.В. Тришин, Ю.Б. Шевченко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2010. — Т. 8, № 4. — С. 749-765. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1816-5230 PACS numbers: 81.16.Be, 87.19.xj, 87.64.Bx, 87.85.J-, 87.85.Qr, 87.85.Rs, 87.85.St https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73146 Выполнен комплекс работ, направленных на научное обоснование химического конструирования многоуровневых биосовместимых магниточувствительных полифункциональных нанокомпозитов с иерархической архитектурой (моделей медико-биологических нанороботов), изучение их физико-химических свойств и биоактивности in vitro на клеточных линиях MCF-7. Изучены процессы иммобилизации на поверхности нанокомпозитов биологически активных молекул с цитотоксическими свойствами, моноклональных антител CD 95 с иммунотерапевтическими и сенсорными свойствами. Исследованы возможности целевой доставки фармпрепаратов за счёт распознавания специфических клеток моноклональными антителами, проанализировано влияние полученных моделей нанороботов на онкоклетки карциномы молочной железы человека (линия MCF-7). Приведены основные результаты по указанным этапам исследований, позволяющие оценить современное состояние разработки и перспективы её практического использования. С целью решения задачи прицельной доставки терапевтических препаратов в методе нейтронозахватной терапии синтезированы и изучены магниточувствительные нанокомпозиты, содержащие бор. Разработана методика синтеза магниточувствительных наноструктур на основе нанокристаллического магнетита, содержащего гадолиний. Виконано комплекс робіт, спрямованих на наукове обґрунтування хемічного конструювання багаторівневих біосумісних магнеточутливих поліфункціональних нанокомпозитів з ієрархічною архітектурою (моделів медично-біологічних нанороботів), вивчення їх фізико-хемічних властивостей та біоактивности in vitro на клітинних лініях MCF-7. Вивчено процеси іммобілізації на поверхні біологічно активних молекуль з цитотоксичними властивостями, моноклональних антитіл CD 95 з імунотерапевтичними і сенсорними властивостями. Досліджено можливості прицільного доставляння фармпрепаратів за рахунок розпізнавання специфічних клітин моноклональними антитілами, проаналізовано вплив одержаних моделів нанороботів на онкоклітини карциноми молочної залози людини (лінія MCF-7). Наведено основні результати за вказаними етапами досліджень, що дозволяють оцінити сучасний стан розроблення та перспективи їх практичного використання. З метою вирішення задачі прицільного доставляння терапевтичних препаратів у методі невтронозахоплювальної терапії синтезовано та вивчено магнеточутливі нанокомпозити, що містять бор. Розроблено методику синтези магнеточутливих наноструктур на основі нанокристалічного магнетиту, що містить ґадоліній. The complex of experiments directed to the development of the scientific basis of chemical construction of multilevel biocompatible polyfunctional nanocomposites with hierarchical architecture (models of biomedical nanorobots), a study of their physical and chemical properties, bioactivity in vitro on the cell lines MCF-7 is completed. The processes of surface immobilization of biologically active nanocomposites of molecules with cytotoxic properties and monoclonal antibodies CD 95 with immunotherapeutic and sensory properties are studied. The possibilities of targeted delivery of pharmaceuticals are verified using the detection abilities of monoclonal antibodies. The influence of the synthesized models of nanorobots on the cancer cells of human breast carcinoma (MCF-7 line) is analysed. The main results of the research work are described for the estimation of the current state of development and the prospects of its practical usage. In order to solve the problems of the targeted delivery of therapeutic drugs for the method of neutron-capture therapy, the magnetosensitive boron-containing nanocomposites have been synthesized. The technique of magnetosensitive nanostructures synthesis on the base of gadolinium-containing nanocrystalline magnetite is developed. ru Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины Article published earlier
spellingShingle	Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины Горбик, П.П. Петрановская, А.Л. Турелик, М.П. Пилипчук, Е.В. Чехун, В.Ф. Лукьянова, Н.Ю. Шпак, А.П. Карбовский, В.Л. Кордубан, А.М. Тришин, В.В. Шевченко, Ю.Б.
title	Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины
title_full	Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины
title_fullStr	Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины
title_full_unstemmed	Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины
title_short	Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины
title_sort	синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73146
work_keys_str_mv	AT gorbikpp sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT petranovskaâal sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT turelikmp sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT pilipčukev sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT čehunvf sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT lukʹânovanû sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT špakap sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT karbovskiivl sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT kordubanam sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT trišinvv sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny AT ševčenkoûb sintezfizikohimičeskiesvoistvaibioaktivnostʹpolifunkcionalʹnyhnanokompozitovdlâbiologiiimediciny

Синтез, физико-химические свойства и биоактивность полифункциональных нанокомпозитов для биологии и медицины

Institution

Similar Items