Нанотехнології в педіатричній практиці: стан, перспективи досліджень

5 серпня 2010
3549
Резюме

В огляді наведено дані щодо перспектив застосування нанотехнологій у педіатричній практиці. Обговорюються питання щодо нанесення наночастинок срібла, оксиду заліза, селену та бактеріальних ліпаз на ендотрахеальні трубки для зниження ризику пневмоній, пов’язаних із вентиляцією.

Кінець ХХ і початок ХХІ ст. ознаменувалися проведенням досліджень з нанонауки­, яка вивчає властивості частинок розміром 1–100 нм (Гусев А.И., 2007; Волков С.В. и соавт, 2008; Патон Б. та співавт., 2009; Шпак А.П., 2009). Слова нанонаука, нанотехнології, наномедицина, нанофармакологія та інші з префіксом «нано» стали вживати спеціалісти різних напрямків дія­льності. Нанонаука сформувалася на стику досягнень фізики, хімії, фізико-хімії, елект­роніки, біології, біохімії, медицини, фармакології, фармації (Москаленко В.Ф. та співавт., 2009; Чекман І.С., 2009; Чекман І.С. та співавт., 2009а). Нанонаука (nanos­cience) — нова галузь науки та виробницт­ва, що вивчає фізичні, фізико-хімічні, біологічні, фармакологічні, фармацевтичні, токсикологічні властивості наночастинок розміром до 100 нм, можливість їх синтезу­ за допомогою нанотехнологій та застосування у різних галузях народного господарства, медицині, сільському господарстві. Нанорозмірами є величини від 1 до 100 нм, від 100 до 1000 нм є мікророзмірами, а більше 1000 нм визначаються як макророзміри (Гусев А.И., 2007; Волков С.В. и соавт., 2008; Чекман І.С., 2009).

Вперше науковий підхід до зародження нанонауки розпочався з лекції відомого американського вченого, лауреата Нобелівської премії з фізики Річарда Фейнмана, яку він прочитав у грудні 1959 р. на щорічному засіданні Американського фізичного товариства на тему: «Внизу багато місця: запрошення увійти в нову галузь фізики» («There is plenty of room at the bottom: an invitation to enter a new field of physics») (Фейнман Р.Ф., 2002).

Нанотехнології (з грец.: nanos — карлик, гномик; techno — майстерність, ремесло; logos — наука) — сукупність наукових знань, способів і засобів спрямованого, регульованого складання (синтезу) із ок­ремих атомів і молекул різних речовин, матері­алів та виробів із лінійним розміром елементів структури до 100 нм (1 нм=10-9 м=10Å) (Мовчан Б.А., 2008). На сьогодні розроблені технології отримання таких наноматеріалів: фулерени, дендримери, ліпосоми, наносфери, наностержні, наноплівки, нанотрубки, нанокомпозити, нанокристали, нанодротинки­, нанопорошки, нанороботи, нанокапсули, нанобіосенсори, наноприст­рої, нанобіо­матеріали, наноструктурні рідини (колоїди, міцели, гелі, полімери), нанопрепарати, засоби захисту від куль (спеціальні жилети) та ін. (Clark L.C. et al., 1998; Hartmann M. et al., 1999; Трефилов В.И. и соавт., 2001; Кусельман А.И. и соавт., 2005; Maureen R.G., Vallyathan V., 2006; Bahrani-Mougeot F.K. et al., 2007; Díaz C. et al., 2007; Чекман І.С. та співавт., 2009а; б; в).

Наномедицина (nanomedicine) вивчає можливість застосування нанотехнологічних розробок (наноприладів, нанопрепаратів) у медичній практиці для профілактики­, діагностики і лікування різних захворювань з контролем біологічної активності, фармакологічної та токсикологічної дії отриманих продуктів чи медикаментів (Моска­ленко В.Ф. та співавт., 2009; Патон Б. та ін., 2009; Чекман І.С. та співавт., 2009г).

Для впровадження результатів нанотехнологій в усіх країнах світу створюють нові спеціальні лабораторії, центри, інститути, комітети та інші установи як державні так і приватні, в яких досліджують різні аспекти нанонауки. У США в 2000 р. створе­но науковий центр «Національна нанотехно­логічна ініціатива», де зосереджено основні дослідження з цієї науки, в Росії діє «Комітет із нанотехнологій» при президенті країни. Стрімко прогресує нанонаука в Японії, фірми якої розвивають і вдосконалюють методики в галузі мікроскопії. Значного розвитку досягли дослідження з нанотехнологій та наномедицини у країнах Європейського Союзу. У Російській Федерації затверджена при президенті держави програма «Стратегія розвитку наноіндустрії». Головною організацією щодо реалізації програми призначено Російський науковий центр «Курчатовський інститут». На розвиток цих досліджень виділяються значні кошти, створюються творчі колективи.

В Україні також проводять розробки з нанонауки і нанотехнологій. У Національній академії наук України у межах спеціальної програми «Наноструктурні системи, наноматеріали, нанотехнології» тривають дослідження з фізики металів і сплавів, хімії поверхні, порошкових технологій, мікро­електроніки, колоїдних нанорозчинів, сорбентів, лікарських засобів, в основу яких покладено нанотехнології. Міністерст­вом освіти і науки України спільно з Міністерством промислової політики затверд­жена Українсько-Російська міжвідомча науково-технічна програма «Нанофізика і наноелектроніка». Застосування наноматеріалів у клінічній практиці вивчають в Академії медичних наук України, національних та медичних університетах України (Москаленко В.Ф. та співавт., 2009; Патон Б. та співавт., 2009; Шпак А.П., 2009).

Впровадження результатів досліджень з нанотехнології у клінічну практику (кардіо­логія, хірургія, стоматологія, травматологія­, офтальмологія) сприяє поліпшенню резу­льтатів лікування багатьох захворювань (Чуйко А.А. и соавт., 2003; Маланчук В.О. та співавт., 2010). З одного боку, це розробка методів діагностики, з іншого — зас­тосування нових наноматеріалів для цільової доставки лікарських засобів до патоло­гічного процесу. В педіатрії запро­поновано застосовувати атомно-силову мікроскопію для діагностики дитячих інфекцій, оскільки встановлена можливість диференційовано­го визначення ІgG та IgM за допомогою цієї методики (Бахтизин Р.З., 2000). Встановле­но, що атомно-силова мікроскопія дозволяє візуалізувати та підраховувати окремі білкові молекули та їх комплекси. Завдяки цьому методу була можливість візуалізувати­ широкий спектр водорозчинних білків (імуноглобуліни, феритин, фосфорилаза та ін.) та їх комплексів, а також діагностува­ти інфекційні захворювання у дорослих і дітей (гепатит В, С), рак, серцево-судинну патологію тощо (Clark L.C. et al., 1998; Baltimore R.S., 2003; de Leiris J., 2003; Гущина Ю.Ю. и соавт., 2005; Bahrani-Mogueot F.K. et al., 2007; Клеменова И.А., 2008; Кусельман А.И. и соавт., 2010). Саме цей мікроскоп дозволяє реєструвати частинки від 0,1 до 0,01 нм (Hartmann M. et al., 1999).

Нанотехнологія дозволяє забезпечити контроль за речовиною на рівні атомів, молекул та супрамолекулярному рівні (Díaz C. et al., 2007). Наноматеріали, тобто такі матеріали, які можуть бути у вигляді частинок, волокон, трубок, гранул тощо, що мають розмір на рівні 1–100 нм, можуть належати до неорганічних (металів, металоїдів), органічних (вуглецеві нанотрубки, дендримери, фулерени, нановолокна) або композитів (Hartmann M. et al., 1999). Зав­дяки своїм розмірам і суттєво більшій площі поверхні такі наноматеріали мають унікальні властивості, до яких належать провідність, магнітні властивості, поверхнева енергія, механічні та каталітичні власти­вості тощо. Проведені дослідження в цьому напрямі включають визначення взаємодії між наноматеріалами та живими клітинами (Klein J., 2007).

Можливо, різниця активності деяких клітин та наномодифікованих поверхонь відбувається внаслідок їх властивості впливати на природні структури тканин. У цьому плані важливим фактором є енергетика поверхні наноматеріалів, тому що площа їх поверхні значно більша порівняно з мак­роматеріалами. Такі зміни в енергетиці поверхні, безсумнівно, впливають на взає­модію внутрішньоклітинних протеїнів, які мають важливу роль в метаболізмі бактерій та клітинної адгезії поза мікроорганізмами. Одним із перших етапів адгезії є зв’язок протеїнів, що адсорбовані на імплантованій поверхні, з рецепторами клітинної мембра­ни. Саме значна поверхня та інші харак­теристики наноматеріалів дозволяють зав­дяки встановленому зв’язку протеїнів з рецепторами мембран клітин гальмувати зв’язок бактерій і викликати підвищення адгезії небактеріальних клітин (таких як остео­бласти, клітини гладких м’язів, ендотеліальні клітини, хондроцити тощо) (Klein J., 2007).

Тип, концентрація, конформація та біоактивність протеїнів, які адсорбовані на наноматеріалі, залежать від топографічних (шорсткість), хімічних, фізичних (заряд та гідрофільність) і механічних (жорсткість) властивостей, які можна модифікувати зав­дяки нанотехнологіям (Koerner R.J., 1997). Властивості поверхні наноматеріалів, включаючи топографію, також впливають на адгезивну дію бактерій і можуть відіг­равати важливу роль в початкових стадіях утворення біоплівки (biofilm) (Liu H., Webster T.J., 2006; Kollef M.H. et al., 2008). У зв’язку з вищезазначеними причинами широкий спектр застосування впроваджених наномодифікованих поверхонь протиінфекційних засобів, клітинорегенеруючих речовин, транспортерів ліків та біосенсорів сконцентрували увагу дослідників на протимікробних властивостях наночастинок і наномодифікованих поверхонь та можливості їх застосування в педіатрії.

Відома значна кількість мікроорганізмів­, резистентних до хіміотерапевтичних препаратів. Тому з метою підвищення ефекти­вності лікування захворювань дитячого віку необхідно впроваджувати досягнення нанотехнологій щодо розробки нанопрепаратів із протимікробною дією.

Нозокоміальні інфекції в педіатрії

Профілактика нозокоміальних інфекцій, які передаються повітряно-крапельним шляхом, таких як пневмонія, гострі респіра­торні інфекції, має велике значення для педіатричних відділень інтенсивної терапії. Нозокоміальні інфекції, більш відомі як шпитальні набуті інфекції, наявні у 5% всіх урген­тних госпіталізацій і результатом їх є збільшення летальних випадків у хворих високого ризику. Ці обставини коштують дорого для пацієнтів, зокрема в США — близько 6,7 млрд дол. на рік (Lichter J.R. et al., 2008).

Очікувані інфекції, такі як інфекції сечовивідних шляхів та дихальних шляхів, діагностують відповідно у 30 та 28% пацієнтів. У педіатричній практиці частіше пневмонію викликають Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) та Staphylococcus aureus (S. aureus) (Machado M.C. et al., 2010). Пневмонія становить особливо важку для розв’язання проблему у відділеннях педіа­тричної невідкладної терапії, оскільки важко провести диференційну діагностику пневмонії від інших захворювань дихальної системи при механічній вентиляції легень, особливо у немовлят (Baltimore R.S., 2003).

У літературі практично немає робіт щодо пневмонії, пов’язаної з вентиляцією, у дітей і немовлят.

Радіологічні та клінічні критерії для діагнозу пневмонії, пов’язаної з вентиляцією, часто є неспецифічними, проте це захворювання зумовлює більш тривале перебу­вання дитини у терапевтичному відділенні й підвищує необхідність застосування широ­кого спектра антибіотиків. Для підвищен­ня специфічного лікування необхідно провес­ти диференційну діагностику колоній збудників у трахеї та більш низьких відділах дихальних шляхів. Культури мікроорганізмів, взяті від пацієнтів із підозрою на пневмонію, часто є підставою для встановлення невірного визначення мікробного чинника пневмонії або, можливо, отримання помил­кового негативного результату при активному бактеріальному процесі. Більше ніж у половини хворих, у яких діагностували пневмонію, пов’язану з вентиляцією, культури були відсутні (Martine W.J. et al., 1993).

Одним із головних джерел бактеріального зараження хворої дитини є ендотрахеальні трубки (Maureen R., 2006). Як і інші медичні прилади, ендотрахеальні трубки, якими інтубують хворих, можуть внести патогенні мікроорганізми. Ендотрахеальні трубки є провідником повітря від навколиш­нього середовища до більш стерильної ділянки легень, але при цьому викликають пошкодження деяких природних механізмів захисту, таких як кашель та мукоциліарний кліренс у трахеї. Більш того, пошкод­ження ендотрахеальною трубкою епіте­ліальних клітин трахеї може привести до розвитку запалення і погіршення стану дитини. Запалення веде до активації протеаз, що перетравлюють фібронектин. Фібронектин є опсоніном, що змінює фаго­цитоз за допомогою макрофагів. Фібронектин фіксується на епітеліальній поверх­ні та може гальмувати зв’язування грамнега­тивних бактерій. У слизі в трахеї визначено високий рівень фібронектину та глікопротеїну, які сприяють механічному видаленню бактерій (Koerner R.J., 1993). При застосуванні ендотрахеальної трубки також може підвищуватися секреція залоз бронхів (Hartmann M. et al., 1999).

Загальмувати ріст бактерій, який спостерігається при введенні ендотрахеальних трубок, можна із застосуванням полісахариду, до якого прилипають бактерії і разом з ним виводяться.

Колонії бактерій у комплексі з екстрацелюлярним матриксом (відомо як біоплівка) особливо резистентні до антибіотиків та до імунної системи­ пацієнтів. У таких біоплівках антибіотики не можуть проникати через екстрацелюлярний матрикс і клітинну стінку бактерій. Тому внутрішньоклітинні колонії збудників стають захищеними від хіміотерапевтичних засобів.

Бактерії також мають захищати себе від природної імунної системи організму хазяїна. Це досягається завдяки електростатичному відторгненню або зав­дяки протеолізу антимікробних пептидів у клітинах хазяїна. Цьому сприяє пригнічен­ня фагоцитозу.

При інфікуванні ендотрахеальних трубок або при конденсації вологого­ повітря може зруйнуватися частина біоплівки, що сприяє перенесенню бактерій глибше в легені та активує ріст бактерій на інших ділянках трубки.

Найбільша кількість бактерій у біоплівці визначена на глибині 10 мкм. Проникнення наночастинок у біоплівку залежить від дифузії і зворотно пов’язане з їх розміром, в той час як при очищенні плазми крові врахо­вують місцеву концентрацію наночастинок. Наночастинки, відповідні за проникнення в біоплівку, є достатньо малими і не мають тривалого періоду напівжиття.

В утворенні біоплівки бактерій значення мають проце­си бактеріальної адгезії на поверхні ендотрахеальної трубки (Roe D. et al., 2008).

Для запобігання утворення біоплівки, зниження забруднення ендотрахеальних трубок, реалізації протимікробних властивостей створені трубки, модифіковані наночастинками.

Наномодифіковані поверхні, як зазначено, знижують ріст бактерій і утворення біоплівки на ендотрахеальній трубці. Нап­риклад, застосування вкритих наносріблом ендотрахеальних трубок, що були експери­ментально досконально вивчені, статистично вірогідно понижувало кількість випадків вентиляційної пневмонії у пацієнтів, яким була потрібна механічна вентиляція (Richards M.J. et al., 1999; Moghimi S.M. et al., 2005; Roe D. et al., 2008). Розмір срібних частинок становив 3–18 нм, середній розмір ~12 нм. Найбільш надійні результа­ти стосовно цих трубок отримані при зменшенні кількості випадків пневмонії, пов’язаної з вентиляцією, у пацієнтів з високою резистентністю бактерій, таких як мультирезистентні штами S. аureus. Однак вкриті наносріблом ендотрахеальні трубки коштують дорого і не можуть бути застосовані у більшості пацієнтів. Тому зараз ці ендотрахеальні трубки рекоменду­ють пацієнтам високого ризику з вентиляційною пневмонією і застосовують їх дуже рідко.

Випробували інші нанотехнології, в яких наночастинки оксиду заліза оцінювали за їх протимікробними властивостями. Ці частинки можуть бути нанесені на поверхню медичних приладів (таких як ендотрахеальні­ трубки), що знижує як утворення колоній, так і біоплівки. Першими подібними дос­ліджуваними частинками є супермагнітні частинки оксиду заліза, що вперше були випробувані в культурах Staphylococcus еpidermidis (S. еpidermidis). Оптична щільність, яку вивчали, дозволила встановити кількість S. еpidermidis у всі періоди дос­лідження, коли в супернатант протягом з 12 до 48 год в кількості 180 мкг/мл, 1 мкг/ мл, 2 мкг/мл додавали частинки супер­магнітного оксиду заліза (Taylor E.N., Webster T.J., 2009).

Також оцінювалися протимікробні властивості наночастинок селену при нанесенні їх на ендотрахеальні трубки у зв’язку з наявністю у селену проти­мікробних властивостей. Крім впливу­ на клітини пухлини, наноселен може гальму­вати ріст S. еpidermidis і водночас позитивно впливати на навколишні клітини остеобластів (Webster T.J. et al., 2000). Ці характеристики наноселену визначають його роль як корисного покриття стосовно багатьох приладів, включаючи ендотра­хеальні трубки.

Сучасне протимікробне селенове пок­риття наносять на катетери, контактні лінзи, штучні імплантати для очей. За поперед­німи результатами наноселен може бути ефективним при гальмуванні створених S. аureus біоплівок на ендотрахеальних трубках.

Наноселен застосовують як покриття для багатьох медичних приладів, тому що за допомогою нього забезпечується створення унікального розчину для бактеріальних колоній, сам мінерал не є токсичним для людини, він навіть наявний у харчових добавках (Stoodley P. et al., 2001).

Вважають, що механізм протимікробної дії наноселену на різні бактерії пов’язаний з утворенням супероксидів. Молекули селену взаємодіють із молекулами кисню в організмі й далі реагують з такими ж молекулами бактерій, утворюючи супероксидні радикали. Ці супероксидні радикали можуть надалі знищувати бактерії. На здорові клітини тіла ці радикали не впливають, оскільки мають надзвичайно короткий період напівжиття (<65 наносекунд), це лише дозволяє їм діяти на відстані, що становить половину­ бактерії (Soultani-Vigeron S. et al., 2005).

Одним із варіантів наномодифікованих поверхонь є нанесення на ендотрахеальні трубки бактеріальної ліпази. Щоб підвищити міцність нанотрубок, їх занурювали в 0,11% розчин бактеріальної ліпази. Бактеріальна ліпаза, яка застосовується в цьому процесі, була отримана зі збудників Candida сilindracea та Rhizopus аrrhisus (Machado M.C. et al., 2010).

S.M. Moghimi та співавторами (2005) сконструйована система з нанесенням нетоксичних бактеріальних ліпаз спеціально для подальшого впровадження в педіат­ричній практиці. Дані, отримані при лікуванні пневмоній у дітей при введенні ендотрахеальних трубок, на які наносили бактеріальні ліпази, свідчили, що це є результативним методом зменшення кількості бактеріальних колоній на цих трубках. Зазвичай ці системи пот­ребують удосконалення, поліпшення механічних властивостей при потраплянні повіт­ря і зміні вологості, що має вплив на характеристики ендоскопічних трубок.

Механізм зменшення кількості мікроорганізмів на наномодифікованих трубках остаточно нез’ясований, але більш вірогідним можна вважати пониження адгезії бактерій на поверхні трубок, ймовірно, внаслідок змін взаємодії внутрішніх білків.

Характеристика поверхні наномодифікованих ендотрахеальних трубок in vitro не завжди є віро­гідною, тому що не завжди відома структурна організація біоплівок та адгезійні властивості бактерій. Пов’язані з вентиляцією пневмонії можуть прогресувати внаслідок непрямого впливу різних чинників на структури біоплівки (Webster T.J. et al., 2000; Taylor E.N., Webster T.J., 2009). Ось чому для нових технологій характерна вища ефективність при застосуванні ендотрахеальних трубок за результатами дос­лідів in vitro (Machado M.C. et al., 2010).

У спільній науковій лабораторії елект­ронно- променевої нанотехнології неорганічних матеріалів для медицини науково- технологічного комплексу «Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона» НАН України та Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця розроб­лено технологію отримання наночастинок міді та срібла, вивчення їх фармакологічної активності, а також методи визначення розмірів цих наночастинок. Ці наукові розробки проводяться спільно з Інститутом біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, ДУ «Інститут епідеміології та інфекційних хвороб ім. Л.В. Громашевського АМН Украї­ни», кафедрами Київського національного університету ім. Т.Г. Шевченка, Харківського національного медичного університету, Львівського національного медичного університету ім. Данила Галицького. Продовження досліджень з метою розробки нових високоефективних медикаментів на основі нанотехнології молекулярних пучків для лікування різних захворювань матиме важливе теоретичне і практичне значення для розвитку медичної науки і практики, а також можливість їх застосування у педіатрії (Москаленко В.Ф. та спів­авт., 2009; Чекман І.С., 2009).

Висновки

Дослідження фармакологічних, біохімічних, фізико-хімічних, колоїдно-хімічних механізмів взаємодії наночастинок з біологічними об’єктами (клітинами макро- та мікроорганізму) дозволить не лише встановити їх позитивний чи негативний вплив на біоструктури та навколишній світ, а й дасть можливість широко застосовувати­ у техніці, сільському господарстві, медицині як ефективні препарати, а також носії для цільової доставки лікарських засобів і фізіологічно активних речовин до патологічного процесу. Завдяки цим дослідженням деякі наноматеріали вже знайшли застосування у практичній діяльності людини. Наприклад, надтверді сплави металів у техніці, ліпосоми у медицині, фулерени і дендримери для діагностики захворювань і цільової доставки лікарських засобів.

Наведені в статті дані щодо перших спроб застосування нанотехнологій в педі­атрії з метою діагностики та створення приладів для лікування свідчать про доцільність впровадження методів наномедицини у педіатричну практику з подальшим удосконаленням не лише цих напрямків, але й проблем доставки медикаментів до органів-мішеней. Одним із завдань є дос­лідження фармакодинаміки, фармако­кінетики, показань і протипоказань до зас­тосування та розвитку побічних ефектів нанопрепаратів у дітей різних вікових груп. Вчені світу мають провести фундаментально- прикладні дослідження щодо проблеми «педіатрична нанофармакологія».

Література

Бахтизин Р.З. (2000) Сканирующая туннельная микроскопия — новый метод изучения поверхности твердых тел. Соросовский образоват. журн., 11: 83–89.
Волков С.В., Ковальчук С.П., Генко В.М., Решетняк О.В. (2008) Нанохімія. Наносистеми. Наноматеріали. Наукова думка, Київ, 422 с.
Гусев А.И. (2007) Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. 2-е изд. испр. ФИЗМАТЛИТ, Москва, 416 с.
Гущина Ю.Ю., Олюнина Л.Н., Гончарова Т.А. и др. (2005) Исследования морологии поверхности клеток Azotobacter Chroococcum в условиях гипертермии методом атомно- силовой микроскопии. Поверхность. Рентгеновские, синх­ронные и нейтронные исследования, 5: 87–92.
Клеменова И.А. (2008) Клинико- патогенетическая роль структурно- функциональной организации плазматических мембран при псориазе. Дис. … д-ра мед. наук. Москва, 259 с.
Кусельман А.И., Басырова Ю.И., Светухин В.В. и др. (2010) Нанотехнологии в педиат­рии: перспективы использования атомно- силовой микроскопии для диагностики. Вопросы диагностики в педиатрии, 2(1): 5–8.
Маланчук В.О., Чекман І.С., Рибачук А.В. (2010) Наномедицина та нанотехнології. Застосування наноматеріалів у стоматології, хірургічній стоматології, черепно-щелепно-лицевій, пластичній хірургії та дентальній імплантації. Наук. вісн. Нац. мед. ун-ту ім. О.О. Богомольця, 1: 169–179.
Мовчан Б.А. (2008) Электронно-лучевая гибридная нанотехнология осаждения неорганических материалов в вакууме. В кн.: И.К. Походня, В.З. Туркевич, В.М. Ажажа (ред.). Актуальные проблемы современного материаловедения. Т. 1. Академпериодика, Киев, с. 227–247.
Москаленко В.Ф., Лісовий В.М., Чекман І.С. та ін. (2009) Наукові основи наномедицини, нанофармакології та нанофармації. Вісн. Нац. мед. ун-ту ім. О.О. Богомольця, 2: 17–31.
Патон Б., Москаленко В.Ф., Чекман І.С., Мовчан Б.О. (2009) Нанонаука і нанотехнології: технічний, медичний та соціальний аспекти. Вісн. НАН України, 6: 18–26.
Трефилов В.И., Щур Д.В., Тарасов Б.П. и др. (2001) Фуллерены — основа материалов будущего. АДЕФ-Украина, Киев, 148 с.
Фейнман Р.Ф. (2002) Внизу полным-полно места: приглашение в новый мир физики. Рос. хим. журн, 46(5): 4–9.
Чекман І.С. (2009) Нанонаука: перспективи наукових досліджень. Наука та інновації, 5(3): 89–93.
Чекман І.С., Горчакова Н.О., Озейчук О.Ю. (2009а) Наноматеріали і наночастинки: класифікація. Наук. вісн. Нац. мед. ун-ту ім. О.О. Богомольця, 2: 188–201.
Чекман І.С., Горчакова Н.О., Секрет А.А. (2009б) Вуглецеві нанотрубки: історія відкриття, властивості, застосування. Фармакологія та лікарська токсикологія, 3(10): 10–14.
Чекман І.С., Діденко О. Загородний М.І. (2009в) Фулерени: фізико-хімічні та фармакологічні властивості. Вісн. фармакології та фармації, 5: 2–6.
Чекман І.С., Сердюк А.М, Кундієв та ін. (2009г) Нанотоксикологія: напрямки досліджень (огляд). Довкілля та здоров’я, 48(1): 3–7.
Чуйко А.А., Погорелый В.К., Пентюк А.А. и др. (2003) Медицинская химия и клиническое применение диоксида кремния. Наукова думка, Київ, 415 с.
Шпак А.П. (2009) Звіт про діяльність НАН України у 2008 році. Київ, 298 с.
Bahrani-Mougeot F.K., Paster B.J., Coleman S. et al. (2007) Molecular analysis of oral and respiratory bacterial species associated with ventilator-associated pneumonia. J. Clin. Microbiol., 45(5): 1588–1593.
Baltimore R.S. (2003) The difficulty of diagno­sing ventilator-associated pneumonia. Pediatrics, 112(6 Pt 1): 1420–1421.
Clark L.C., Dalkin B., Krongrad A. et al. (1998) Decreased incidence of prostate cancer with selenium supplementation: results of a double-blind cancer prevention trial. Br. J. Urol., 81(5): 730–734.
de Leiris J. (2003) Biochemistry of free radicals. Heart Metab., 19: 40–44.
Díaz C., Cortizo M.C., Schilardi P.L. et al. (2007) Influence of the nano-micro structure of the surface on bacterial adhesion. Mater. Res., 10(1): 11–14.
Hartmann M., Guttmann J., Müller B. et al. (1999) Reduction of the bacterial load by the silver-coated endotracheal tube (SCET) a laboratory investigation. Technol. Health Care, 7(5): 359–370.
Klein J. (2007) Probing the interactions of proteins and nanoparticles. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 104(7): 2029–2030.
Koerner R.J. (1997) Contribution of endotracheal tubes to the pathogenesis of ventilator-associated pneumonia. J. Hosp. Infect., 35(2): 83–89.
Kollef M.H., Afessa A., Anzueto A. et al.; NASCENT Investigation Group (2008) Silver-coated endotracheal tubes and incidence of ventilator-associated pneumonia: the NASCENT randomized trial. JAMA, 300(7): 805–813.
Lichter J.A., Thompson M.T., Delgadillo M. et al. (2008) Substrata mechanical stiffness can regulate adhesion of viable bacteria. Biomacromolecules, 9(6): 1571–1578.
Liu H., Webster T.J. (2006) Nanomedicine for implants: a review of studies and necessary experimental tools. Biomaterials 28(2): 354–369.
Machado M.C., Cheng D., Tarquinio K.M., Webster T.J. (2010) Nanotechnology: pediatric application. Pediatr. Res., 67(5): 500–504.
Martine W.J., Jarvis W.R., Cuber D.H., Haley R.W. (1993) Incidence of the endemic and epidemic nosocomial infections. In. J.V. Bennett, P.S. Bruchman (eds.). Hospital Infections. Little, Brown & Co, Boston, MA., pp. 557–596.
Maureen R.G., Vallyathan V. (2006) Nanoparticles: health effects — pros and cons. Environ. Health Perspect. 114(12): 1818–1825.
Moghimi S.M., Hunter A.C., Murray J.C. (2005) Nanomedicine: current status and future prospects. FASEB J. 19: 311–330.
Richards M.J., Edwards J.R., Culver D.H., Gaynes R.P., the Natural Nosocomial Infections Surveillance System (1999) Nosocomial infections in the pediatric intensive care units in the United States. Pediatrics, 103(4): 39–40.
Roe D., Karandikar B., Bonn-Savage N. et al. (2008) Antimicrobial surface fictionalization of plastic catheters by silver nanoparticles. J. Antimicrob. Chemother., 61(4): 869–876.
Soultani-Vigeron S., Dugas V., Rouillat M.H. et al. (2005) Immobilisation of oligo-peptidic probes for microarray implementation characterisation by FTIR, atomic force microscopy and 2D fluorescence. J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci., 822(1–2): 304–310.
Stoodley P., Jacobsen A., Dunsmore B.C. et al. (2001) The influence of fluid shear and AlCl3 on the material properties of Pseudomonas aeruginosa PAO1 and Desulfovibrio sp. EX265 biofilms. Water Sci. Technol., 43(6): 113–120.
Taylor E.N., Webster T.J. (2009) The use of superparamagnetic nanoparticles for prosthetic biofilm prevention. Int. J. Nanomedicine, 4: 145–152.
Webster T.J., Ergun C., Doremus R.H. et al. (2000) Enhanced functions of osteoblasts on nanophase ceramics. Biomaterials, 21(17): 1803–1809.

>Нанотехнологии в педиатрической практике: состояние, перспективы исследований

И.С. Чекман, Н.А. Горчакова, Е.Н. Охотникова, Н.Ю. Яковлева

Резюме. В обзоре представлены сведения относительно перспективы применения нанотехнологий в педиатрической практике. Обсуждаются вопросы относительно нанесения наночастиц серебра, оксида железа, селена и бактериальных липаз на эндотрахеальные трубки для снижения риска пневмоний, связанных с вентиляцией.

Ключевые слова: нанотехнологии, нано­частицы, пневмония, педиатрическая практика.

>Nanotechnology in pediatric practice: present state and prospects of researches

I.S. Chekman, N.A. Gorchakova, E.N. Ochotnikova, I.Yu. Yakovleva

Summary. In review the information concerning prospects of nanotechnology use in pediatric practice is presented. The questions about coating of silver, iron oxide, selenium, bacterial lipase nanoparticles on the endotracheal tubes for the ventilator-associated pneumonia risk diminishing are discussed.

Key words: nanotechnology, nanoparticles, pneumonia, pediatric practice.

Адреса для листування:

Чекман Іван Сергійович
03057, Київ, просп. Перемоги, 34
Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, кафедра фармакології та клінічної фармакології
Е-mail: [email protected]