Нанотехнологии и перспективы их использования в стоматологии

Л. М. Цепов

д. м. н., профессор, заведующий кафедрой терапевтической стоматологии ГОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Росздрава

Е. А. Михеева

к. м. н., ассистент кафедры терапевтической стоматологии ГОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Росздрава

М. М. Нестерова

ассистент кафедры терапевтической стоматологии ГОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Росздрава

Нанотехнологии — это технологии направленного получения и применения веществ и материалов в диапазоне размеров до 100 нм. Нанотехнологии представляют собой принципиально новый фактор, воздействующий на организм и среду его обитания [19, 24]. Нанотехнологии — новая революция в стоматологии. Термин «нанотехнология» восходит к нанометру — единице измерения длины, равной 10^-9: это 1/75000 толщины волоса человека.

Основные виды наночастиц [12]:

1. Липосомы (наносферы водной субстанции, заключенные в липидную оболочку) — являются уникальными носителями лекарств.

2. Полимерные наночастицы.

3. Керамические наночастицы — нередко используются в качестве носителей лекарств при лечении опухолей.

4. Нанокристаллы оксида железа — могут быть применены в диагностике заболеваний магнитно-резонансными методами.

5. Композитные оболочки — используются как носители лекарств.

6. Нанокристаллы серебра — применяются для местного лечения инфицированных ран кожи.

7. Фуллерены (новая аллотропная форма углерода) — обладают собственной биологической активностью, проявляя антиоксидантные свойства.

8. Углеродные нанотрубки — представляют собой свернутую в цилиндр плоскость и вызывают большой интерес в качестве носителей лекарств с возможностью их контролируемого высвобождения.

9. Квантовые частицы — используются в диагностике опухолей и некоторых других заболеваний.

Тем не менее общепринятого ответа на вопрос: «Что такое нанотехнология?» — пока нет [7]. Независимо от способа получения наночастицы проявляют уникальные свойства, которые определяются в большей степени свойствами индивидуальных молекул, чем массивного вещества того же состава [24]. Основное фармакологическое применение существующих в настоящее время наночастиц состоит в использовании их как носителей лекарств. Наночастицы, несущие лекарственные вещества, снабжены белковыми «отмычками», которые открывают доступ, например, к раковым клеткам. Наночастицы, нагруженные лекарственными веществами, гораздо меньше по своим размерам противоопухолевых таблеток и пилюль, но гораздо крупнее отдельных молекул [26]. Уже проведены клинические испытания первых наночастиц как транспортного средства. Это наноэмульсии, мультикомпонентные системы. Наночастицы способны проходить через биологические преграды, перенося необходимые молекулы точно к назначенной цели [1, 3, 17]. В связи с этим, например, вероятно, более высокая активность флаволигнанов в составе наночастиц связана с их повышенной доступностью для ферментов системы детоксикации печени [14]. От таких технологий ожидают значительного снижения побочных явлений и повышения эффективности терапевтических манипуляций, особенно при таких болезнях, которые в настоящее время не поддаются лечению [5]. Экспериментально доказана способность углеродного наноматериала не только транспортировать фармпрепараты, но и концентрировать их в заданном месте, пролонгировать и усиливать фармакологический эффект, изменять фармакокинетику [4].

Заслуживает внимания вопрос о влиянии наночастиц на здоровье человека. В стоматологии этому вопросу посвящены отдельные работы [20]. Подтверждением важности этой проблемы служат материалы пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ, опубликованные в шестом номере журнала «Гигиена и санитария» за 2006 год. Некоторые авторы [7] полагают, что каждый новый шаг в развитии нанотехнологии должен делаться очень и очень осторожно, осмотрительно, с предвидением всех возможных последствий и с необходимыми предупредительными мерами. Появляются осторожные высказывания о том, что не следует возводить нанотехнологии в ранг национальной идеи [27]. Сможет ли Россия подготовить собственных специалистов, чтобы развивать нанотехнологии [25]? Возможно, вопрос будет решаться с помощью государственной Российской корпорации нанотехнологий, учрежденной в июле 2007 года. Наряду с этим предпринимаются попытки конструирования наноструктур, содержащих антибиотики, для лечения экспериментального сифилиса [18]. Многообещающим и ключевым может быть создание гибридных наносистем, имитирующих деятельность нормальной микрофлоры в составе микробиоценозов тела человека и животных [15]. Возможность регулирования апоптоза позволит достичь положительных результатов лечения многих заболеваний человека [28]. Министр образования и науки РФ изложил (МГ № 65 от 29.08.2008) программу развития нанотехнологий в стране, направленную на 130-кратное увеличение продукции данного сектора через 7 лет. По прогнозам специалистов, в ближайшие 10 лет общемировой рынок нанотехнологий превысит триллион долларов в год.

Развитие нанотехнологий, существенно опережающее токсикологическую оценку их продуктов, с полной ответственностью можно расценивать как негативную тенденцию современного развития. В токсикологическом отношении наиболее вероятными путями попадания наночастиц в организм являются ингаляционный и пероральный [12]. Помимо этического аспекта и непредсказуемости медицинских последствий указывается на возможные финансовые потери, которые могут произойти при недооценке этой проблемы [8].

В настоящее время на кафедре терапевтической стоматологии СГМА активно внедряется в практику новейшая группа реставрационных материалов — нанонаполненные композиты. Преимуществами наполнителей наноразмера являются повышенная износоустойчивость, сниженная усадка, уменьшенные усадочные напряжения, лучшая полируемость, более выраженный блеск, специальные наполнители [10, 16]. Механическая прочность истинных нанокомпозитов сопоставима с прочностью лучших микрогибридных композитов. С другой стороны, нанокомпозиты имеют высокую эстетичность.

Широкое применение во врачебной практике нашли жидкие нанокомпозиты. Их улучшенные прочностные и эстетические характеристики позволяют применять эти материалы в ситуациях, в которых раньше приходилось проводить длительное и трудоемкое лечение.

В стоматологии активно внедряются нанокомпозиты в технологии замещения клиновидных дефектов зубов [2], для минимального инвазивного пломбирования кариозных поражений [11], прямой и непрямой реставрации зубов [23], универсальные бондинговые системы [10].

Об интересе к наноматериалам в стоматологии свидетельствуют и универсиада врачей-стоматологов — интернов, проведенная в 2008 году в МГСМУ, и конференция «Перспективы и современные подходы в нанотехнологиях», состоявшаяся в ноябре 2008 года в Москве. Появились сообщения [6, 21, 22] об эффективности эндодонто-эндоссальной имплантации нанокомпозиционными имплантатами с памятью формы в лечении больных деструктивным хроническим периодонтитом.

Сегодня в идеях, закладываемых в разработку наноконтейнерной технологии, нет недостатка, однако практические результаты остаются пока скромными [13]. В России появились наноструктурные средства гигиены полости рта с заданными противовоспалительными свойствами (зубные пасты, гели, бальзамы).