Наноразмерные структуры как перспективные носители для иммобилизованных ферментных препаратов

Сущность иммобилизации ферментов — прикрепление их в активной форме к нерастворимой основе – матрице (носителю) или заключение в полупроницаемую мембранную систему.

При этом допускается прикрепление фермента только за счет функциональных групп, не входящих в активный центр фермента и не участвующих в образовании фермент-субстратного комплекса.

Методы иммобилизации:

• Связывание на жестком носителе
• Связывание при помощи бифункциональных реагентов («сшивка»)
• Включение в пространственную структуру без образования связей
• Комбинированные методы

Носители для иммобилизации:

· Неорганические материалы

· Полисахариды

· Белки

· Сополимеры акрила

· Сополимеры стирола

· Наноматериалы

Последний тип носителей является перспективным для иммобилизованных ферментных препаратов, рассмотрим их подробнее.

Наноносители предназначены не столько для перорального введения (хотя и оно применяется), сколько для инъекционного введения как внутривенного (транспорт к органам-мишеням либо длительная циркуляция в кровяном русле), так и внутримышечного (депо ЛВ или постепенное поступление наноносителей либо выделяемых ими ЛВ в кровоток). Также используется пероральное, ингаляционное и интраокулярное введение наноносителей. Возможна также интра - и трансдермальная подача ЛВ с помощью наноносителей. Широко применяются наноносители в косметике.

Наноносители могут быть двух видов:

1. наночастицы, представляющие монолитные, обычно сферические образования, содержащие ЛВ по всей массе наночастицы или только на ее поверхности. Выделение ЛВ из наночастицы происходит постепенно с контролируемой скоростью:

А) только с поверхности;

Б) со всей массы наночастицы в результате ее распада или набухания.

К наночастицам относятся также нанокристаллы, состоящие только из ЛВ, подвергнутого измельчению до соответствующих размеров, что позволяет им растворяться со скоростью, превышающей скорость растворения частиц более крупных размеров;

2. нанокапсулы представляют собой полые сферические контейнеры (с толщиной стенки ~10-30 нм), содержащие жидкую среду, в которой растворено ЛВ. Высвобождение ЛВ из нанокапсулы происходит за счет диффузии ЛВ через стенку или разрыва капсулы. Скорость высвобождения регулируется дизайном нанокапсул и способом их получения.

Взаимодействие наноносителей с клетками зависит и от материала, из которого они изготовлены. Наиболее часто используют:

· нанокристаллы ЛВ без дополнительного материала;

· липиды (жиры) для получения липидных нанокапсул, т.е. липосом, и липидных наночастиц;

· полимеризованные липиды (полимерные липосомы);

· термически или химически модифицированный сывороточный альбумин;

· химически модифицированные полисахариды (например, диальдегидкрахмал);

· биодеструктирующиеся, т.е. распадающиеся постепенно в организме, полимеры и сополимеры (полиалкилцианоакрилаты, полиллактидгликолиды).

Нанокристаллы по сравнению с другими наносистемами имеют следующие преимущества:

· высокая (~100%) степень содержания ЛВ;

· простая и предсказуемая подача ЛВ (скорость высвобождения растворимого ЛВ зависит от скорости растворения нанокристаллов);

· распределение ЛВ в организме происходит как обычно;

· простой и эффективный способ производства.

Обладая большой удельной поверхностью, нанокапсулы особенно пригодны для труднорастворимых ЛВ. При пероральном введении увеличивается абсолютная биодоступность, уменьшаются индивидуальная вариабельность и эффект потребленной пищи. Максимальная концентрация ЛВ в плазме достигается быстрее. Добавляемые иногда биостабилизаторы не только стабилизируют нанокристаллы (например, от агрегации), но и дают возможность контролировать их распределение в организме, время транспорта через желудочно-кишечный тракт, а также биоадгезию, т.е. прилипание к стенкам кишечника в определенном месте (мишени). Уменьшается терапевтическая доза ЛВ. Актуально применение нанокристаллов для анальгетиков, когда быстрое подавление боли и уменьшение вариабельности концентрации ЛВ в плазме играют решающую роль. Например, дисперсия нанокристаллов напроксена через ~20 мин дает в 3-5 раз большую концентрацию ЛВ в плазме по сравнению с обычной суспензией или таблетками ЛВ и меньшую зависимость от содержимого желудка.

Нанокристаллы ЛВ часто включают в макрокапсулы, матричные таблетки и т.д. Добавление биоспецифических мукоадгезивов (веществ, склеивающихся со слизистой оболочкой) позволяет локализовать действие нанокристаллов ЛВ в определенной области желудочно-кишечного тракта.

Для плохо растворимых ЛВ суспензия нанокристаллов ведет себя аналогично раствору и может быть использована в аэрозолях, например для дипропионата беклометазона. Инъекционное введение нанокристаллов дает более длительное удержание ЛВ в месте введения, позволяет контролировать биораспределение ЛВ в организме и избежать поглощения ЛВ фагоцитирующими клетками.

наноносители	рисунок	способ иммобилизации
фуллерены (С 60 и С 540).	первооткрыватели: Харольд Крото, Ричард Смолли, Роберт Кёрл	Адсорбция, ковалентная связь
Наноалмазы
Нанотрубки
Многослойные нанотрубки
Пучок нанотрубок, и на подложке		Адсорбция, ковалентная связь
Наностручки

Дата добавления: 2015-07-12