Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Развитие методов синтеза производных хитозана для конструирования лекарственных препаратов нового поколения

Ключевые слова:  антибактериальная активность, биополимеры, конкурс тем, нанотехнология, полимеры медико-биологического назначения, синтез, учителю, хитозан

Автор(ы):  Березин Александр Сергеевич

09 января 2012

Название: Развитие методов синтеза производных хитозана для конструирования лекарственных препаратов нового поколения

Основной предмет (школа): химия, биология

Область знания (ВУЗ): органическая химия, аналитическая химия, микробиология, фармакология

Актуальность: Открытие противотуберкулезных свойств стрептомицина, изониазида и пиразинамида в середине прошлого столетия значительно повысило эффективность химиотерапии туберкулеза, что заметно снизило уровень смертности от этого заболевания. Однако в последние годы отмечен новый всплеск заболеваемости туберкулезом, и, несмотря на существование большого количества лекарственных препаратов (ЛП), лечение туберкулеза остается одной из основных проблем современной медицины. Связано это, прежде всего, с быстрым развитием лекарственной резистентности у микобактерий туберкулеза (МБТ), а также высокой токсичностью и низкой биодоступностью известных препаратов. Таким образом, проблема поиска новых эффективных туберкулостатиков остается чрезвычайно актуальной.

Многослойная мембранная оболочка микобактерий представляет собой серьезное препятствие для доставки препаратов к биомишени, поэтому наиболее перспективным направлением является создание лекарственных форм, обладающих пролонгированным действием и высокой проникающей способностью через клеточные мембраны. В этой связи актуальным становится иммобилизация фармакофоров широкоприменяемых антибактерильных препаратов на полимерную матрицу, что позволяет увеличить получить длительный терапевтический эффект, уменьшить или устранить колебания концентрации активного вещества в крови и тканях, ослабить побочное действие и токсичность ЛП, при этом, как правило, снижается общая токсичность препарата.

В настоящем проекте в качестве полимерной матрицы для иммобилизации применяемых и разработки новых антибактериальных препаратов предлагается использовать природный полиаминосахарид хитозан, который находит все большее применение в различных областях медицины и фармакологии благодаря комплексу уникальных свойств (биосовместимость, мукоадгезивность, биодеградируемость, низкая токсичность и др.). Кроме того, последние исследования свидетельствуют о том, что сам нативный хитозан проявляет выраженную антибактериальную активность в отношении некоторых видов бактерий.

Новизна: Впервые будут разработаны удобные и легкодоступные методы получения новых лекарственных препаратов на основе биополимера хитозана, обладающие выраженными антибактериальными свойствами (в т.ч. по отношению к микобактерии туберкулеза). Проведена разработка и оптимизация лекарственной формы (наноконтейнеры, наночастицы) новых антибактериальных препаратов, изучена их биологическая активность.

Цель:Проект направлен на решение фундаментальной проблемы органической химии и фармации – развитие методов синтеза и исследование реакционной способности производных хитозана, содержащих в структуре фармакофорные и другие функциональные группы, что позволит создать новые эффективные антибактериальные препараты (в т.ч. противотуберкулезные).

Задачи:

* Разработка методов иммобилизации фармакофоров антибактериальных препаратов в полимерную цепь хитозана для повышения эффективности биологически активных соединений за счет улучшения транспорта через биологические мембраны, снижения токсичности и пролонгированности действия. Поиск условий реакций, которые не вызывали бы деструкции или сшивания полимера и приводили к единственному типу связи низкомолекулярного реагента с полимерной матрицей.

* Модификация медико-биологических свойств хитозана путем введения в его структуру фармакофоров на основе широко применяемых противотуберкулезных препаратов. Исследование влияния условий проведения реакций (мольное соотношение реагентов, растворитель, pH реакционной массы и др.) на степень замещения полученных производных и кинетику процессов. Оптимизация методов выделения и очистки новых лекарственных биополимеров.

* Разработка и оптимизация методов получения наночастиц новых лекарственных полимеров (ионотропное гелеобразование, распылительная сушка).

* Скрининг биологической активности полученных препаратов.

Материалы: Хитозан, ряд антибактериальных препаратов (тетрациклин, диоксидин, изониазид, этамбутол, пара-аминосалициловая кислота), дистиллированная вода, активаторы функциональных групп (дициклогексикарбодиимид, N-гидроксисукцинимид), катализаторы.

Экспериментальные подходы: Модификация полимерной цепи хитозана карбоксилсодержащими группами, активация карбоксильным групп нового карбоксилсодержащего полимера с последующей иммобилизацией фармакофоров антибактериальных препаратов. Изучение структуры новых лекарственных полимеров (ЯМР, ИК, УФ - спектроскопия, элементный анализ). Получение наночастиц новых полимеров ионотропным гелеобразованием, анализ размера частиц методом динамического светорассеяния. Скрининг биологической активности новых препаратов.

Навыки, получаемые школьниками в ходе выполнения проекта: освоение простейших методов синтеза полимеров (двухстадийный синтез), ознакомление с основными методами идентификации макромолекул (ЯМР, ИК, УФ, элементный анализ), ознакомление и отработка методов скрининга биологической активности.

Предшествующий материал по школьной программе: школьный курс органической химии (раздел высокомолекулярные соединения), биологии (разделы бактерии, методы борьбы с ними, микроогранизмы, инфекционные заболевания).

Роль учителя: общая организация процесса обучения, неспецифическая литература.

Роль тьютора: общее руководство проектом, обеспечение реактивами и специальной литературой, обучение работе на современном оборудовании химических лабораторий, самостоятельное проведение некоторых сложных анализов (съемка ЯМР спектров) в присутствии школьников, обсуждение результатов.

Техника безопасности: стандартная техника безопасности работы в химической и биологической лаборатории.

 

 
Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 



Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Кристаллическая бабочка
Кристаллическая бабочка

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.