Лекция № 1 Концептуальные принципы инновационно-инвестиционного развития фармацевтической

Лекция № 1
Концептуальные принципы
инновационно-инвестиционного
развития фармацевтической
отрасли
Нанотехнология является
логическим продолжением и
развитием микротехнологии.
Микротехнология,
совокупность науки, изучающей
микрообьекты, и технологий
работы с объектами порядка
микрометра (тысячная доля
миллиметра), стала основой для
создания современной
микроэлектроники. Сотовые
телефоны, компьютеры, интернет,
разнообразная бытовая,
промышленная и потребительская
электроника, всё это неузнаваемо
изменило как мир, так и человека.
Столь же сильно изменит мир и
нанотехнология. Нанотехнология - это
технология изучения нанометровых объектов,
и работы с объектами порядка нанометра
(миллионная доля миллиметра) что сравнимо
с размерами отдельных молекул, и атомов.
Нанотехнологии требуют очень больших
вычислительных мощностей, чтобы
смоделировать поведение атомов, и
высокоточных электрических и механических
приспособлений, чтобы упорядочить атомы и
молекулы разных материалов в новом
порядке. Таким образом создается новая
материя. Впервые в истории цивилизации
создаются материалы с новыми, нужными
человеку свойствами.
Перечислим только некоторые из них. Это
прозрачный и гибкий материал с легкостью
пластика и твердостью стали, гибкое
пластиковое покрытие, представляющее
собой солнечную батарею, материал для
электрода электрической батереи, которая в
десятки и сотни раз сильнее обычной.
Даже на современном уровне
нанотехнология позволяет получить гибкие
пластиковые экраны с толщиной бумажного
листа, и яркостью современного монитора,
компактную электронику на основе
соединений углерода, с размерами и
энергоемкостью
в сотни раз ниже современных.
А ещё нанотехнология это - легкие и гибкие
конструктивные и строительные материалы,
высокоэффективные фильтры для воздуха и
воды, лекарства и косметика, действующие на
более глубоком уровне, стремительное
удешевление стоимости полета в космос, и
многое-многое другое.
Пока все нанотехнологические материалы
стоят очень дорого. Но, как и в случае
компьютерной отрасли, массовое производство
приведет к резкому снижению цены.
Более 50 развитых стран объявили о старте
собственных нанотехнологических программ. В их
списке недавно появилась Россия, но, к сожалению,
по-прежнему нет Украины. А ведь знания, полученные,
например, в лаборатории
Мичиганского университета в США, станут основой
для Американского же производства новых
нанотехнологических товаров. Технология же
производства останется “ноу-хау”
фирмы, и на основе готового продукта не удастся
восстановить весь цикл научных исследований,
предшествовавших его появлению. Скопировать
информацию или “брендовый” товар легко, но
нанотехнологический товар воспроизвести без знаний
невозможно.
Ученые, достигшие сегодня высоких
результатов в области нанотехнологий, во
многом обязаны двум изобретениям конца
прошлого столетия. В 1981 году физики Герд
Бинниг (Gerd Binnig) и Генрих Рорер
(Heinrich Rohrer) из исследовательской
лаборатории IBM создали сканирующий
туннелирующий микроскоп, который
позволил им увидеть отдельные атомы. А
уже в 1986 году он был модернизирован
Гердом Биннигом и позволил не только
наблюдать атомы, но и манипулировать
ими.
Оба ученых за свои революционные труды
были удостоены Нобелевской премии. В 1990
году увидела свет эпохальная статья двух
исследователей из той же лаборатории IBM Айглера
и
Швейцера,
под
названием
"Позиционирование
отдельных
атомов
с
помощью
сканирующего
туннельного
микроскопа", и многим стало ясно, что
пророчество Фейнмана сбылось - весь мир
обошла
"нанофотография"
удивительной
мозаики, образующей символику компании IBM,
"выгравированная"
отдельными
атомами
ксенона
на
поверхности
никелевого
монокристалла с немыслимой ни в какие
времена атомарной точностью.
С
появлением
сканирующего
микроскопа
началось широкое развитие нанотехнологий способов обработки частиц, размеры которых
находятся в пределах от одного до ста
нанометров (1 нм = 10-9 м). Чтобы лучше
представить
данный
порядок
величин
достаточно
вообразить
Земной
шар
и
футбольный мяч - именно так соотносится в
размерах последний и наночастицы. Сегодня
Бинниг продолжает свою научную работу в
лабораториях
IBM,
разрабатывая
и
совершенствуя технологию создания жестких
дисков нового поколения без намагничивающих
записывающих и считывающих головок.
Якщо в 2000 році сумарні витрати країн світу
на подібні дослідження становили близько 800
млн. доларів, то в 2001 році вони збільшилися
вдвічі. За прогнозами Національної Ініціативи
в
галузі
нанотехнології
США
(National
Nanotechnology
Initiative),
розвиток
нанотехнологій через 10—15 років дозволить
створити нову галузь економіки з обігом у 15
млрд. доларів і близько 2 млн. робочих місць.
В галузі медицини можливе створення роботівлікарів, здатних “жити” всередині людського
організму, усуваючи всі виникаючі ушкодження,
або запобігаючи їх виникненню. Теоретично
нанотехнології здатні забезпечити людині
фізичне безсмертя, за рахунок того, що
наномедицина зможе нескінченно регенерувати
клітини, що відмирають. За прогнозами журналу
Scientific American вже в найближчому
майбутньому з’являться медичні пристрої,
розміром з поштову марку. Їх досить буде
накласти на рану і цей пристрій самостійно
проведе аналіз крові, визначить, які
медикаменти необхідно використовувати і
впорсне їх у кров.
Очікується, що вже 2025 року
з’являться перші роботи, створені на
основі нанотехнологій. Теоретично
можливо, що вони зможуть
конструювати з готових атомів будьякий предмет. Нанотехнології
спроможні зробити революцію в
сільському господарстві. Молекулярні
роботи здатні будуть готувати їжу,
замінивши сільськогосподарські
рослини і тварин. Приміром,
теоретично можливо виробляти
молоко безпосередньо з трави,
минаючи проміжну ланку — корову.
Нанотехнології здатні також стабілізувати екологію планети.
Нові види промисловості функціонуватимуть без відходів, що
отруюють планету, а нанороботи зможуть знищувати
наслідки старих забруднень. Неймовірні перспективи
відкриваються також у галузі інформаційних технологій.
Нанороботи здатні втілити в життя мрію фантастів про
колонізацію інших планет — ці пристрої зможуть створити на
них середовище, придатне для життя людини.
Нанотехнології мають блискуче військове майбутнє. Мілітарні
дослідження у світі проводяться в шести основних сферах:
технології створення і протидії “невидимості” (літакиневидимки, створені на основі технології stealth), енергетичні
ресурси, самовідновлюючі системи (вони, наприклад,
дозволяють автоматично ремонтувати пошкоджену поверхню
панцерника або літака), зв’язок, а також пристрої виявлення
хімічних і біологічних забруднень. На військові
нанодослідження в 2003 році США планують витратити 201
млн. доларів. Передбачається, що 2008 року будуть
представлені перші бойові наномеханізми.
В перспективе, любые молекулы будут
собираться подобно детскому конструктору. Для
этого планируется использовать нано-роботов
(наноботов). Любую химически стабильную
структуру, которую можно описать, на самом
деле, можно и построить. Поскольку нанобот
можно запрограммировать на строительство
любой структуры, в частности, на строительство
другого нанобота, они будут очень дешевыми.
Работая в огромных группах, наноботы смогут
создавать любые объекты с небольшими
затратами, и высокой точностью.
пока еще не существует,
существуют лишь нанопроекты,
воплощение которых в медицину, в
конечном итоге, и позволит
отменить старение.
Несмотря на существующее
положение вещей, нанотехнологии
- как кардинальное решение
проблемы старения, являются
более чем перспективными.
ют большой потенциал коммерческого применения для многих отраслей, и соответственно помимо серьезного государстве
Основная сложность с нанотехнологией - это
проблема создания первого нанобота. Существует
несколько многообещающих направлений.
- Одно из них заключается в улучшении
сканирующего туннельного микроскопа или атомносилового микроскопа и достижении позиционной
точности и силы захвата.
- Другой путь к созданию первого нанобота ведет
через химический синтез. Возможно,
спроектировать и синтезировать хитроумные
химические компоненты, которые будут способны к
самосборке в растворе.
- И еще один путь ведет через биохимию. Рибосомы
(внутри клетки) являются специализированными
наноботами, и мы можем использовать их для
создания более универсальных роботов.
предвидения заявила, что
стремительный рост нанотехнологий
выходит из-под контроля, но в
отличие от Билла Джойа, вместо
простого запрета на развитии
исследований в этой области, они
предложили установить
правительственный контроль над
исследованиями.
Такой надзор, может предотвратить
случайную катастрофу, например
когда наноботы создают сами себя
(до бесконечности), потребляя в
качестве
строительного материала все на
своем пути, включая заводы,
На базе одной из лабораторий был
синтезирован материал, названный
авторами «Синтекость». Свойства этого
материала и его прочность могут
меняться в самом широком диапазоне.
Докладчик продемонстрировал
собравшимся возможности
использования данного материала на
примере исправления деформаций
костей черепа после черепно- мозговой
травмы, имплантат для применения в
лярингологии. Имплантаты можно
изготавливать на основе компьютерного
моделирования.
Были также проведены исследования
физиологического и патофизиологического
состояния мозга на наноуровне, что может
позволить в последующем формировать
физиологическую часть мозга на этом
уровне.
Доклад «Нанофармакология: состояние и
перспективы научных исследований» был
представлен зав. кафедрой
фармакологии с курсом клинической
фармакологии Национального
медуниверситета им. А. А. Богомольца
Чекманом Иваном Сергеевичем.
Чекман И. С. — зав. кафедрой
фармакологии с курсом клинической
фармакологии Национального
медуниверситета им. А. А. Богомольца.
По его мнению, нанотехнологии являются одним из
наиболее перспективных направлений в
фармакологии. Они позволят конструировать
молекулы с заранее заданными свойствами.
Возможно также изучение влияния тех или иных
веществ на генетическом уровне. Применять
технологии возможно и в микробиологии, и в
диагностике заболеваний, и в косметологии. Особое
внимание собравшихся ученый обратил на тот факт,
что применение нанотехнологий позволит
значительно снизить токсический эффект
лекарственных средств и свести к минимуму их
побочные эффекты.
В микробиологии возможно конструирование
антибактериальных покрытий. На кафедре
фармакологии были проведены исследования
по изучению антитоксических веществ,
созданных с помощью нанотехнологий. В
исследовании применялись токсины различной
направленности и различного происхождения.
Было показано, что эффективность этих
препаратов во много раз превышает
эффективность обычных аналогов. Возможно
также применение технологий для связывания
токсинов экзо- и эндогенного происхождения.
Специалисты одной из новосибирских компаний разработали новый метод
извлечения биологически активных веществ из растительного сырья с применение
нанотехнологий. Это позволит создавать качественно новые лекарства и
биологически активные добавки, отличающиеся высокой чистотой и эффективност
Об этом корреспонденту ИА REGNUM 20 сентября сообщили в пресс-службе
администрации Новосибирской области.
Теоретическая разработка была представлена в Министерство образования и наук
и к сегодняшнему дню конкурсная комиссия министерства приняла решение
заключить с разработчиками контракт на проведение дальнейших исследований в
сфере нанотехнологий в медицине.
Объем бюджетного финансирования по контракту составит 150 млн рублей. Коман
разработчиков планирует работать в тесном сотрудничестве с ведущими учеными
Института химии нефти, НИИ высоких напряжений, НИИ кардиологии, НИИ
клинической и экспериментальной лимфологии.
Уже с 2010 года планируется наладить серийный выпуск новых лекарственных
средств с использованием нанотехнологий в виде капсул, коллоидных растворов,
таблеток и других современных форм.
25 июля рабочая группа Управления по контролю за
пищевыми продуктами и лекарственными средствами
США (Food and Drug Administration — FDA) по
вопросам нанотехнологий опубликовала доклад,
содержащий рекомендации Управления уделить
особое внимание проблемам нанотехнологий и
разработать руководство для оценки пользы и риска
лекарственных средств и изделий медицинского
назначения, которые могут быть созданы с их
применением.
Учитывая скорость развития и огромные
потенциальные возможности нанотехнологий для
фармации, следует создать законодательную базу
для их регулирования. Сложность заключается в том,
что нанотехнологии основаны на применении частиц,
размер которых в сотни тысяч раз меньше, чем
толщина человеческого волоса.
FDA пока не располагает сведениями о
биологических эффектах и взаимодействии
материалов, используемых в
нанотехнологиях. Также не установлен
статус таких продуктов и нет перечня
данных, которые производители должны
предоставлять в FDA. Помимо решения этих
вопросов, необходимо разработать и
подходы к определению безопасности,
эффективности и качества потенциальных
продуктов. n
Спасибо за внимание!