Использование биологических активных препаратов на основе наночастиц металлов в медицине и сельском хозяйстве д.ф.-м.н., проф. Арсентьева И.П. – Московский Государственный Открытый Университет д.б.н., проф. Глущенко Н.Н. – Институт энергетических проблем химической физики РАН д.б.н. Павлов Г.В. – Московская Государственная Академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина д.т.н. Фолманис Г.Э. – Институт металлургии им. А.А. Байкова РАН

Изменение численности населения мира

Последствия дефицита микроэлементов в организме человека риск сердечного и геморрагического кровоизлияния, остеопороз карликовый рост, снижение иммунитета, ухудшение зрения, облысение, анорексия сужение сосудов, изможденность, цианоз, кальцификация мягких тканей и сосудов анемия, гипоксия, нарушение функций нервной ткани, аритмия, одышка, обмороки диабет

Строение молекулы гемоглобина

Применение наночастиц в медицине Повышает выживаемость при инфаркте миокарда, бактерицидное действие Антисклеротическое действие, ускорение ранозаживления, протективное действие при алкогольной коме Ускорение ранозаживления, антибактериальное действие Ускорение ранозаживления, лечит лейкоз, ускорение роста Антибактериальное, противовоспалительн ое действие - создание повязок для военных в Чечне

Токсичность наночастиц металлов Дозы мг/кг Fe°FeSO4 · 7 H2OZn°ZnSO4 · 7 H2OCu°CuSO4 · 7 H2O МДП ЛД ЛД Медь – в 7 раз Цинк – в 30 раз Железо – в 40 раз Наночастицы менее токсичны солей:

Применение наночастиц ЦИНКА в медицине 1. антиатеросклеротическое действие: коррекция микроэлементного обмена, защищает сосуды 2. ускорение ранозаживления: ускорение на 15-20% заживления обширного термического ожога (20% площади тела) 3. лечение алкоголизма протективное действие при алкогольной коме, снижение добровольного потребления спирта, защищают плод от действия алкоголя при беременности 4. ускорение регенерации стимуляция на 10-20% восстановления печени после ее частичного удаления Zn

Применение наночастиц ЖЕЛЕЗА в медицине 1. ускорение регенерации стимуляция на 10-15% восстановления печени после ее частичного удаления 2. усиление ранозаживления время полузаживления ран сокращается на 40-50% 3. ускорение роста увеличение скорости роста на 10-20% Fe

Применение наночастиц МЕДИ в медицине 1. кардиопротекторное действие повышают выживаемость на 40% при инфаркте миокарда 2. бактерицидные свойства в т.ч. устойчивые к некоторым антибиотикам бактерии Cu

Применение наночастиц МАГНИЯ в медицине 1. ускорение ранозаживления время полузаживления ран сокращается на 30-40% 2. бактерицидные свойства в т.ч. Staphylococcus aureus Mg

Наночастицы железа в сельском хозяйстве РАСТЕНИЕВОДСТВО 1. Стимуляция роста растений. 2. Повышение урожайности на 25-50%. 3. Резкое увеличение доли незаменимых аминокислот в сыром протеине. ПТИЦЕВОДСТВО 1. Увеличение темпа роста. 2. Раньше начинается яйценоскость. 3. Снижение последствий стрессов. 4. Повышение содержания керотина в крови и желтке, кальция – в скорлупе и костях. ЖИВОТНОВОДСТВО У коров: 1. Телята рождаются более жизнеспособными. 2. Меньше болеют. У собак и кошек: 1. Снижение заболеваемости. 2. Повышение темпов роста. 3. Улучшение внешнего вида. РЫБОВОДСТВО 1. Увеличение прироста на 24%. 2. Увеличение темпа роста рыб. 3. Положительное влияние на кроветворную функцию. Fe

Методы аттестации наночастиц металлов Методы исследованияФизико-химические и структурные параметры наночастиц Измерение удельной поверхности (БЭТ)Средний размер наночастиц Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) Оценка среднего размера и характера распределения по размерам, форме и морфологическим особенностям наночастиц Растровая электронная микроскопия (РЭМ) Электронная микроскопия высокого разрешения Особенности строения наночастиц Рентгеноструктурный анализ (РСА)Оценка размера ОКР и измерение распределения по размерам Рентгенофазовый анализ (РФА)Измерение параметра решетки «а» Сканирующая зондовая микроскопия (СМЗ)Оценка формы наночастиц, их размеров по осям X, Y, Z и особенностей нанорельефа поверхности наночасти Атомно-силовая микроскопия (АТМ) Сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) Оже-электронная микроскопия (ОЭС)Анализ химической неоднородности поверхности частиц, молекулярное строение поверхности Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) Инфракрасная спектроскопия (ИКС) Метод вакуум-плавленияОпределение содержания примесей (O, C, N)

Комплексная аттестация наночастиц на примере железа (содержание кислорода по массе – 16%) Просвечивающая электронная микроскопия S уд = 32 м 2 /г

Рентгеноструктурный анализ Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

Метод анализа темного и светлого поля Метод темного поля Метод светлого поля

Электронная микроскопия высокого разрешения

Этапы создания биологически-активных препаратов на основе наночастиц металлов Синтез наночастиц Аттестация наночастиц Создание препаратов для медицины для сельского хозяйства 500 тыс. руб.