Офіційний веб сайт

Нові багатофункціональні наноматеріали для біології і медицини

р17

Представлено Інститутом біології клітини НАН України.

Автори: чл.к Стойка Р.С., д.х.н. Заіченко О.С., д.б.н. Лук'янова Н.Ю., д.б.н. Матишевська О.П., д.ф.-м.н. Прилуцький Ю.І., д.б.н. Панчук Р.Р., к.ф.-м.н. Абрамов М.В., к.б.н. Пірко Я.В.

В роботі представлено основні принципи створення нових багатофункціональних наноматеріалів, описано шляхи синтезу цих матеріалів з полімерною (органічною) чи мінеральною основою, оцінено біо- та еко-безпечність їх використання.

 Авторами створено й охарактеризовано нові вітчизняні багатофункціональні наноматеріали різної природи:  функціональні поверхнево-активні олігомери та полімери і надмолекулярні наноструктури на їх основі для доставки у клітину протипухлинних препаратів або ДНК; нанокомплекси C60 фулерену з іммобілізованими лікарськими препаратами; 3феромагнітні наночастинки з іммобілізованими протипухлинними препаратами і феромагнітні мікрочастинки з іммобілізованими антитілами для фракціонування суспензії пухлинних клітин чи специфічних білкових молекул за їхньою спорідненістю до антитіл;) металеві наночастинки срібла, золота, а також біметалічні (Ag/Au) наночастинки.

Здійснено молекулярний дизайн та синтез цих наноматеріалів, а також оцінено їхню дію як медичних препаратів. Визначено еко-безпечність полімерних металовмісних наноматеріалів.

Результати дослідження мають значення як для фундаментальної біології,  так і медицини, зокрема онкології, травматології і кардіології. Показано, що створені наноматеріали підвищують ефективність дії лікарських препаратів завдяки зниженню їх діючої дози із забезпеченням рівноцінного лікувального ефекту. Встановлено, що лікарські препарати, іммобілізовані на створених наноносіях, швидше проникають у клітини і довше зберігають свої фізико-хімічні та біологічні властивості.

Кількість публікацій: 16 монографій (13 - закордонних), 264 статті (150 - у зарубіжних виданнях). Загальна кількість посилань на публікації авторів / h-індекс роботи згідно баз даних складає відповідно: Web of Science – 1856/22; Scopus – 2091/25; Google Scholar – 3190/31. Отримано 20 патентів України на винахід. За даною тематикою захищено 5 докторських та 17 кандидатських дисертацій.

Надіслати коментар

Коментарі

Гуреєва С.М., д-р фарм. наук

Вітчизняна розробка високоефективних полімерних та полімер-неорганічних нанорозмірних носіїв та водних систем адресної доставки ряду протипухлинних препаратів та нуклеїнових кислот для терапії та генної інженерії, створених в результаті багаторічної співпраці українських хіміків, біологів та онкологів викликає великий інтерес і є дуже актуальною сьогодні. Безперечно, що представлений на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки цикл праць «НОВІ БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНІ НАНОМАТЕРІАЛИ ДЛЯ БІОЛОГІЇ І МЕДИЦИНИ» є серед пріоритетів розвитку не лише Української, але і Світової біології, медицини та біотехнології. Лабораторними та доклінічними експериментальними дослідженнями доведено, що нові полімери та наночастинки є універсальними нанорозмірними функціональними носіями, які забезпечують адресність та пролонгацію дії широкого ряду протипухлинних препаратів, в тому числі, водо-нерозчинних, здійснюють ефективну терапію при суттєво меншій дозі, здатні долати набуту резистентність клітин до дії ліків, сприяють зменшенню негативних побічних ефектів. Розрахункова ціна систем доставки доксорубіцину і цисплатину суттєво нижча за вартість імпортних препаратів, найбільш вживаних у сучасній протипухлинній хіміотерапії. Попередній технологічний досвід авторів розробки свідчить про реальність, комерційну та технічну спроможність промислового впровадження нових препаратів. Тому, вважаю, що представлений цикл праць заслуговує присудження Державної премії України в галузі науки і техніки та може являти інтерес до розгляду можливості реалізації їх виробництва на одному із фармацевтичних підприємств України, не виключаючи й ПАТ Фармак.
Гуреєва Світлана Миколаївна, доктор фармацевтичних наук, начальник центральної лабораторії фармацевтичної розробки ПАТ Фармак.

Проф. О.В. Хоменко

Цикл праць «Нові багатофункціональні наноматеріали для біології і медицини» присвячено актуальній науково-технічній проблемі використання нанорозмірних систем в галузі біомедицини. Це пов’язане з тим, що дослідження поведінки нанорозмірних об’єктів дозволяє звузити область досліджуваних параметрів та спрогнозувати імовірні результати експерименту. Зокрема, в роботі показано, що металеві наночастинки (НЧ) можуть бути використані при вирішенні багатьох прикладних завдань від контролю проходження реакцій до адресної доставки ліків. Зважаючи на те, що в експерименті нанооб’єктам часто неможливо задавати потрібну поведінку, особливої актуальності в наш час набувають методи аналізу, що дозволяють прогнозувати еволюцію властивостей НЧ, колективні процеси їх самоорганізації в наноструктури, режими руху НЧ, їх взаємодію з навколишнім середовищем тощо. Експериментально доведено існування декількох режимів руху ансамблів НЧ, між якими у процесі взаємодії з зовнішнім полем та зі зміною внутрішньої енергії відбуваються переходи. Особливої уваги заслуговує представлення у циклі праць технології одержання досліджуваного композиту магнітних наночастинок із цисплатином. Таким чином, з огляду на високий науковий рівень досліджень, які провели автори, вважаю, що робота заслуговує присудження Державної премії України в галузі науки і техніки.

О.В. Хоменко, професор кафедри прикладної математики та моделювання складних систем Сумського державного університету, доктор фіз.-мат. наук, професор

В.А. Татаренко, д.ф.-м.н., проф., чл.-к. НАНУ

У поданому на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки циклі праць "Нові багатофункціональні наноматеріали для біології і медицини" запропоновано та розвинуто низку комплексних підходів щодо розробки, характеризації та впровадження складних наномасштабних матеріалів біомедичного призначення, які адекватно враховують основні характерні біохімічні (та й реологічні) риси поведінки синтезованих речовин на органічній (полімерній) або/та мінеральній основі. Підґрунтям цих підходів є синергізм дії різноманітних чинників функціоналізації створених авторами біосумісних нанокомплексів різної природи.
Наприклад, авторами детально виконано характеризацію колоїдних розчинів стабілізованих нанорозмірних частинок магнетиту, що втілюються для контрольованої протипухлинної дії на клітини карциноми молочної залози людини, Ерліхової асцитної пухлини та Геренової карциноми, із урахуванням (на відміну від розробок багатьох інших колективів) індукованих процесів некрозу й апоптозу клітин (зокрема, задля пригнічення неґативних побічних ефектів протипухлинних ліків в організмі — кардіо-, гепато- і нефротоксичности тощо).
Значну кількість експериментальних результатів підтверджено практичними спостереженнями та випробуваннями у багатьох лабораторіях.
Цей цикл праць є результатом багаторічної роботи вчених України — біологів, хіміків та фізиків, але актуальність його не викликає сумніву, оскільки запропоновані в ньому вітчизняні лікарські препарати з підвищеною ефективністю дії становлять потужній арсенал (наномасштабних носіїв протипухлинних ліків, органічно-неорганічних гібридних нанокомпозицій для пришвидшення реґенерації кісткових дефектів ув умовах остеопорозу, мікро- та нанорозмірних полімерних матеріалів протезів кінцівок тощо) для розвитку медицини з вагомим соціально-економічним ефектом.
Статті цього циклу мають високі індекси цитування та індекс Гірша, що свідчить про схвальну оцінку одержаних результатів науковою спільнотою та їхню корисність для подальшого застосування медиками.
Тому вважаю, що цикл праць Р.С. Стойки, О.С. Заіченка, Н.Ю. Лук'янової, О.П. Матишевської, Ю.І. Прилуцького, Р.Р. Панчука, М.В. Абрамова та Я.В. Пірка заслуговує на присудження високої нагороди — Державної премії України в галузі науки і техніки.

В.А. Татаренко, чл.-кор. НАН України, д-р фіз.-мат. н., проф.,
заст. директора з наукової роботи Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України,
лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки 2015 р.

Prof. Dr. Andrij Pich

Project "New Multifunctional Nanomaterials for Biology and Medicine" focuses on the development of new functional oligomers, polymers and polymer nanostructures as carriers for delivery of drugs or DNA to tumor cells. Authors published series of papers presenting a systematic approach from the molecular design of polymer carriers with specific properties to the applications in biological systems. In their fundamental works authors address several challenges of the tumor therapy like targeted delivery and controlled release of active ingredients, biocompatibility and biodistribution of polymer carrier systems. The scientific achievements are sound and provide important contribution to the development of new anti-cancer therapies. I support strongly this application for the Science and Technology Award.

Prof. Dr. Andrij Pich, RWTH Aachen University, DWI-Leibniz Institute for Interactive Materials e.V. , Germany

Мінченко О.Г.

Колектив авторів циклу праць "НОВІ БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНІ НАНОМАТЕРІАЛИ ДЛЯ БІОЛОГІЇ І МЕДИЦИНИ", поданих на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки, підсумував та узагальнив багаторічну кропітку наукову роботу, яка проводилась у провідних установах України. Цей цикл праць має як вагоме фундаментальне значення, так і прикладне. Використання створених нанокомплексів, що містять доксорубіцин чи цисплатин, може підвищити ефективність лікування, суттєво здешевить його і зменшить негативні побічні ефекти цих препаратів. Налагоджено виробництво протезів-кінцівок на основі нових синтетичних нано- і мікророзмірних матеріалів, що особливо важливо для ефективного забезпечення протезами військових, які постраждали під час АТО. Впровадження у виробництво запропонованих авторами оригінальних розробок на основі нанструктурованих поліфункціональних матеріалів дозволить створити вітчизняну продукцію, здатну конкурувати з імпортною і яка стане більш доступною для широких верст населення.
Вважаю, що представлений цикл праць заслуговує на присудження Державної премії України в галузі науки і техніки.

О.Г. Мінченко, чл.-кор. НАН України, проф., д.б.н., завідувач відділу молекулярної біології Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України

Малюкін Ю.В.

Поданий на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки цикл праць «НОВІ БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНІ НАНОМАТЕРІАЛИ ДЛЯ БІОЛОГІЇ І МЕДИЦИНИ» є підсумком багаторічних і цілеспрямованих наукових досліджень, які проводили фахівці в галузі хімії, фізики та біології різних інституцій України. Наукова концепція, покладена в основу цього циклу праць, є глибоко обгрунтованою і безперечно є суттєвим кроком у розвитку вітчизняної як фундаментальної, так і прикладної НАНОнауки. Так, авторами створені й охарактеризовані нові біосумісні нанокомплекси, які підвищують ефективність дії протипухлинних препаратів завдяки зниженню їх діючої дози із забезпеченням рівноцінного лікувального ефекту, випробувано нові гібридні полімер-неорганічні композиції для прискорення регенерації кісткових дефектів, на основі нових синтетичних нано- і мікророзмірних матеріалів розпочато виробництво протезів-кінцівок, що особливо важливо наразі для ефективного забезпечення протезами військових, котрі постраждали під час проведення АТО.
Вважаю, що цей цикл праць заслуговує на присудження Державної премії України в галузі науки і техніки.

Ю.В. Малюкін, чл.-кор. НАН України, проф., д.ф.-м.н, зав. відділу наноструктурованих матеріалів Інституту сцинтиляційних матеріалів НАНУ, Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки

Суходуб Л.Ф.

Дизайн, створення та застосування потенційних біологічно активних наноматеріалів – один із пріоритетів розвитку сучасної світової нанобіології та наномедицини. З цієї точки зору поданий на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки цикл праць «НОВІ БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНІ НАНОМАТЕРІАЛИ ДЛЯ БІОЛОГІЇ І МЕДИЦИНИ» є практично важливим і актуальним. Авторами створені й охарактеризовані нові багатофункціональні наноматеріали різної природи. Експериментально доведено, що вони покращують адресність дії протипухлинних препаратів, сприяючи зменшенню негативних побічних наслідків. Встановлено, що лікарські препарати, іммобілізовані на створених наноносіях, швидше проникають у клітини і довше зберігають свої фізико-хімічні та біологічні властивості. Розрахункова ціна створених нанокомплексів доксорубіцину і цисплатину суттєво нижча за вартість імпортних лікувальних засобів, які є найбільш вживаними у сучасній протипухлинній хіміотерапії. Тому їх використання матиме суттєве медико-соціальне значення. Розроблено науково-технічну документацію, необхідну для виробництва біоматеріалів для адресної доставки протипухлинних ліків. Використовуючи унікальну розробку, запатентовану авторами циклу праць, ТОВ «Спецконтракт» (Київ) налагодило на Дніпропетровському казенному експериментальному протезно-ортопедичному підприємстві (Дніпро) і заводі «Армопласт» (Северодонецьк) виробництво протезів-кінцівок, що особливо важливо для лікування військовослужбовців, котрі постраждали під час проведення АТО.
Вважаю, що представлений цикл праць заслуговує присудження Державної премії України в галузі науки і техніки.

Л.Ф. Суходуб, чл.-кор. НАН України, проф., д.ф.-м.н, завідувач кафедри біофізики, біохімії, фармакології та бімолекулярної інженерії Медичного інституту Сумського державного університету

Марченко О.А.

Цикл праць на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки «НОВІ БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНІ НАНОМАТЕРІАЛИ ДЛЯ БІОЛОГІЇ І МЕДИЦИНИ» є результатом багаторічних комплексних досліджень з пошуку, створення, характеризування та практичного застосування багатофункціональних біонаноматеріалів, які проведені на високому науковому рівні і представлені у 16 монографіях, у т.ч. 13 виданих за кордоном, 264 оригінальних статтях, у т.ч. 201 статті у журналах бази SCOPUS, 38 патентах України на винахід. Зокрема, авторами створено нові функціональні поверхнево-активні олігомери та полімери і надмолекулярні наноструктури на їх основі, біосумісні феромагнітні наночастинки та нанокомплекси C60 фулерену з іммобілізованими протипухлинними препаратами і антитілами, опубліковано «Тимчасовий технологічний регламент на виробництво речовини», затверджено 3 Акти впровадження, у т.ч. 2 – на підприємcтвах України та 1 методичні рекомендації.
Вважаю, що висококваліфікований авторський колектив цього циклу праць без сумніву заслуговує на присудження Державної премії України в галузі науки і техніки.

О.А. Марченко, чл.-кор. НАН України, д.ф.-м.н, завідувач відділу фізичної електроніки Інституту фізики НАН України, Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки

Фрицький І.О.

Цикл робіт Стойки Р.С., Заіченка О.С., Лук'янової Н.Ю., Матишевської О.П., Прилуцького Ю.І., Панчука Р.Р., Абрамова М.В., Пірка Я.В. присвячений розробці принципів створення та шляхів одержання нових функціональних наноматеріалів, перспективних для медико-біологічного застосування. Основні наукові напрямки цього мультидисциплінарного дослідження знаходяться на найсучасному світовому рівні досліджень в галузі нанохімії та нанотехнологій, а низка принципових напрямів роботи не має аналогів. Важливе місце в роботі посідає створення гібридних наноматеріалів, що покращують адресність дії лікарських, зокрема протипухлинних препаратів, що сприяє зменшенню негативних побічних наслідків дії фармацевтичних засобів. Все це визначає високу актуальність представленої роботи. Найбільш вражаюсь результати досліджень авторів по розробкці нових багатофункціональних наноматеріалів для доставки протипухлинних препаратів і ДНК у клітини-мішені. Результати представленого циклу робіть мають великий потенціал практичного використання у різних галузях медицини.
Вважаю, що цикл робіт „ Нові багатофункціональні наноматеріали для біології і медицини” виконаний на рівні кращих світових аналогів, а його автори заслуговують присудження Державної премії України в галузі науки і техніки 2018 року.

Зав. кафедри фізичної хімії
Київського національного університету
імені Тараса Шевченка,
Заслужений діяч науки і техніки України,
Лауреат Державної премії Україні в галузі науки і техніки,
д.х.н., проф. Фрицький І.О.

Проф. Мінаєв Б.П.

Цикл міждисциплінарних праць, представлений на здобуття Державної премії України, охоплює широке коло суто хімічних, мікробіологічних та медичних проблем, присвячених синтезу нових полімерів та наноматеріалів для застосування у біомедицині. Отримані нові поверхнево-активні полімери і надмолекулярні наноструктури і перевірена їх ефективність в фармакології, діагностиці та в клінічних дослідженнях. Синтезовані "едвансд" матеріали здатні долати множинну медикаментозну резистентність при провадженні ліків до клітин-мішеней. Вони сприяють створенню водорозчинних форм лікарських препаратів, а також слугують засобами для візуалізації шляхів доставки ліків, що дуже важливо для сучасної фармакології і біомедицині. Створені нанокомплекси фулерену з іммобілізованими ліками, поверхнево-активні полімери і наноструктури на їх основі, функціоналізовані поліетиленгліколем, фосфоліпідом, а також протипухлинними препаратами і ДНК. Дуже великий внесок створен в нано-медицину:нано-частинки срібла, золота та феромагнітні мікрочастинки з іммобілізованими антитілами слугують для фракціонування суспензії пухлинних клітин. Без сумнівів робота заслуговує на Державну премію України в галузі науки та техніки.

Мінаєв Б.П. доктор хім. наук, професор, завідувач кафедри хімії та нано-матеріалознавства Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького, заслужений діяч науки і техніки України

Проф. Гречнєв Г.Є.

Представлений на здобуття Державної премії України цикл робіт “Нові багатофункціональні наноматеріали для біології і медицини” вважаю значним досягненням українських науковців.
Слід підкреслити, що цей цикл фундаментальних і прикладних досліджень властивостей наноматеріалів відкриває нові можливості для їх біологічного та медичного застосування: візуалізація молекулярних, клітинних і тканинних структур; створення біосенсорів на їх основі; цільова доставка різноманітних речовин; променева і фототермічна терапія. Найбільш перспективною властивістю вуглецевих нанотрубок в контексті біомедичного застосування є їх здатність проникати в різні тканини організму і переносити великі дози агентів, надаючи терапевтичний і діагностичний ефекти.
Я цілком підтримую даний цикл робіт, поданих на здобуття Державної премії України в галузі науки та техніки.
Гречнєв Геннадій Євгенович, доктор фізико-математичних наук, професор, заступник директора з наукової роботи Фізико-технічного інституту низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України

Гість

Із робіт, представлених на здобуття Державної премії України, слід відзначити піонерські дослідження з матеріалів для доставки ліків та ДНК у клітини-мішені з метою ініціювання їхньої апоптичної загибелі. Із подібною метою, за рубежем досліджуються переважно наночастинки фосфатів кальцію, а, також пов’язані зі сріблом і золотом. Особливості застосування у цьому напрямі біосумісних полімерних частинок, вуглецевих нанотрубок (фулеренів) і наноферомагнетиків та можливості направленої адаптації їхніх функціональних властивостей унаслідок утворення специфічних умов синтезу для медичних потреб, зокрема, у протипухлинній і антигіпертензійній терапії, має не тільки безумовну практичну значимість, але й новітній академічний інтерес.
Підтримую даний цикл робіт, поданих на здобуття Державної премії України в галузі науки та техніки.

Зиман Золтан Золтанович, доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач кафедри фізики твердого тіла Харківського національного університету імені В.Н.Каразіна, заслужений працівник освіти України

Проф. Зиман З.З.

Із робіт, представлених на здобуття Державної премії України, слід відзначити піонерські дослідження з матеріалів для доставки ліків та ДНК у клітини-мішені з метою ініціювання їхньої апоптичної загибелі. Із подібною метою, за рубежем досліджуються переважно наночастинки фосфатів кальцію, а, також пов’язані зі сріблом і золотом. Особливості застосування у цьому напрямі біосумісних полімерних частинок, вуглецевих нанотрубок (фулеренів) і наноферомагнетиків та можливості направленої адаптації їхніх функціональних властивостей унаслідок утворення специфічних умов синтезу для медичних потреб, зокрема, у протипухлинній і антигіпертензійній терапії, має не тільки безумовну практичну значимість, але й новітній академічний інтерес.
Підтримую даний цикл робіт, поданих на здобуття Державної премії України в галузі науки та техніки.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.