CC BY
147
Реферат
ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ЛАКТАЦИИ И ГИПОГАЛАКТИЯ Кузнецов В.Г., Макаренко О.М.
Ключевые слова: молочная железа, гипогалактия, гормоны.
Влияние нейрогуморальной регуляции лактационной функции молочной железы описано в аналитическом обзоре. Проведён системный анализ действия основных лактационных гормонов (пролакти-на, окситоцина) и других малоизученных гормонов стимуляторов лактогенеза, их синергическое действие. На основе экспериментальных и клинических данных отмечено, что изучение роли гормональной регуляции лактации, развития гипогалактии в норме и при сопутствующей патологии в перспективе имеет практическое значение.
Summary
HORMONAL REGULATION OF LACTATION AND HYPOGALACTIA (ANALYTICAL REVIEW)
Kuznietsov V.G., Makarenko O.M.
Key words: mammary gland, hypogalactia, hormones.
The influence of neurohumoral regulation of lactation in mammary gland was described in this analytical review. A systematic analysis of the action produced by the main lactation hormones (prolactin, oxytocin) and other less studied hormone stimulating lactogenesis, their synergistic effect were studied in details. Based on the experimental and clinical data, we can suggest that the clear understanding of the role of hormonal regulation of lactation, hypogalactia in normal and comorbid conditions is of great practical value.
УДК 539.2:616-07
Микитюк О.Ю., Микитюк О.П. НАНОТЕХНОЛОГИ В МЕДИЧН1Й Д1АГНОСТИЦ1
Вищий державний навчальний заклад Украши «Буковинський державний медичний уыверситет», м. Черывц
Сучасн нанотехнологи передбачають проведення ман'пуляц'ш з матер'алами на атомному / молекулярному р'вн шляхом змни Ух фiзичних, х1'м1'чних! бiологiчних властивостей для отримання нових матерiалiв, прилад'т i систем. Наноматерiали володють чудовими характеристиками, зокрема каталтичною активнстю та бюсумюнютю, як роблять Ух придатними для рiзних вар'ант'т бю-медичного використання. Застосування нанотехнологй проспективно може покращити весь про-цес охорони здоров'я для конкретного патента: з моменту встановлення д'агнозу до лкування i подальшого спостереження. Медичний д'агноз на основ/ нанотехнологй забезпечуе швидке тесту-вання ! ранню д'агностику (навть на р'тш однШ клiтини). Потенцiйнi внески нанотехнологй в ме-дичнй дiагностицi можуть покращити традицйн д'агностичн'! '¡нструменти i методи в област/ клiнiчного д'агнозу, в'зуал'заци i електрод'агностики. Наноматерiали / нанотехнологи використо-вують для д'агностики рiзних захворювань: серцево-судинних, онкологiчних, д'абету, нфекцйних, нейродегенеративних, захворювань нирок та \н.
Ключов1 слова: нанотехнологи, наноматер1али, наночастинки, медична д1агностика.
При пiдозрi на захворювання дiагноз е одним цп оргашв, встановлення групи кровi патента, з найбтьш важливих еташв у медициш. Дiагноз що вимагае переливання кровi i стеження за пе-
реб^ом захворювання. В даний час дiагностика використовуе числены аналiзи, як менш дiевi через деяк обмеження, що виникають в результат низькоТ специфiчностi i недостатньоТ ефек-тивностк Атрибутом швидкоТ, надшно'Т i ефекти-вноТ медичноТ дiагностики е нанотехнологи, як штегруються з геномкою, протеомкою i системами з молекулярних машин i забезпечують чу-тлившу дiагностичну платформу [1].
Медична дiагностика використовуе рiзнi фор-ми, зокрема: бюпроби, бюсенсори i вiзуалiзацiю. Обмеження сучасних методiв дiагностики обу-мовлен поганою чутливютю, низькою специфiч-нютю i вщтворюванютю. Дiагностичнi методи по-виннi мати високу чутливють для раннього вияв-лення захворювання, щоб забезпечити кращий лкувальний прогноз. Традицiйнi дiагностичнi методи часто не можуть визначити багато видiв раку, хворобу Альцгеймера та iншi загрозливi
е процесом щентифкацп або визначення характеру i причини захворювання або травми в ре-зультатi оцiнки ютори хвороби пацiента, експер-тизи та розгляду лабораторних даних. Встановлення медичного дiагнозу е виршальним фактором для лкування хворого. Медичний дiагноз повинен бути швидким, надшним, конкретним, точним i звести до м^муму можливiсть «помил-кових спрацьовувань». Дiагностичнi методи з високим ступенем чутливост i специфiчностi е серйозною допомогою в ранньому виявленн захворювань i розладiв, проведеннi диференцiйноТ дiагностики i тому можуть забезпечити кращий прогноз щодо одужання хворого. Розвиток тех-нологш для медичноТ дiагностики - одна з важливих галузей прикладноТ фiзичноТ науки [22].
Медична дiагностика включае в себе аналiз симптомiв захворювання, бiохiмiчнi змiни в орга-нiзмi, визначення типу тканин при транспланта-
для життя нозологп на раннiй стадiT, коли ще можна запропонувати хворому ефективне лку-вання. Нанотехнологи, якi використовуе елект-ронiка та iншi област фiзичноТ та шженерноТ наук, е iнструментом вдосконалення медичноТ дiа-гностики. Ц технологи дозволяють будувати ш-женернi системи на атомному рiвнi, розробляти наноматерiали, якi е надчутливими бюмаркера-ми, здатними виявляти бюмолекули в зразку при набагато нижчих концентрацiях, нiж при викори-станнi традицiйних методiв [5]. Потреба в надчу-тливому виявленнi якраз i е важливою для ран-ньоТ дiагностики захворювання.
Пристроями, як можуть звести до мiнiмуму обсяги зразка i знизити порiг чутливосп, е бюсе-нсори. Ключовим компонентом бiоосенсорiв е механiзм трансдукци, який вщповщае за пере-творення вщповд бiоаналiтичних взаемодiй в електричну форму i використовуе для цього пе-ретворення енергiю певноТ бюхiмiчноТ реакцп. Основними компонентами бiосенсора е бюреце-птор, датчик i детектор. Основною функ^ею бю-сенсора е вщчувати бiологiчнi специфiчнi мате-рiали: антитта, бiлки, ферменти, iмунологiчнi молекули та ш.
Швидке тестування i точний дiагноз на бiльш раннiй стади стае можливим при проведеннi дiа-гностики з застосуванням нанобiосенсорiв i на-нопроградуйованих пристро'в. При цьому змен-шуються недолiки традицшноТ дiагностики, ТТ ва-ртiсть i знижуеться час до моменту надання ме-дико-саштарноТ допомоги пацiенту. Особливо важливою рання дiагностика е в област онколога, де важливо виявити захворювання на вилко-вному етап [8].
lнтегрованi пристроТ або шструменти для дiа-гностичних цiлей можуть обробляти кл^чы зра-зки для рiзних типiв бiомаркерiв як у централiзо-ваних клiнiчних лабораторiях, кабшетах лiкаря, так i на дому у патента. У лiкарнях постановка дiагнозу фунтуеться на використаннi будь-яких великомасштабних автоматичних аналiзаторiв для бюпроб на основi методiв антиген-антитiло, як непридатнi для надзвичайноТ ситуаци бтя лiжка хворого. Щоденний догляд на дому у пацн ентiв передбачае самоконтроль у простий i ефе-ктивний спосiб.
Отже, технологiя бюсенсора з новими, розу-мними i радикально покращеними можливостя-ми виявлення з iнтегрованих проб для подолан-ня найбiльш поширеноТ дiагностичноУ проблеми в значнш мiрi необхiдна. Використання бюсен-сорiв може звести до м^муму обсяги дослщжу-ваного зразка i знизити межу виявлення. Примн тно, що такi пристроу можуть бути використаш для конкретних бiомаркерiв, зокрема тромбiну, С-реактивного бiлка, тропоншу. Це може привести до зниження лкарняних витрат i було б дуже вигщно для лкування пацiента [4].
В дiагностицi захворювань для пошуку симп-томiв захворювання в межах живо' тканини най-бiльш важливим е формування зображення п
vivo. Медична дiагностична вiзуалiзацiя включае в себе МРТ, РКТ, акустичну або фотоакустичну томографш та iншi методи формування зобра-жень [20].
В медичних дослiдженнях використовуються унiкальнi властивостi наноматерiалiв для вiзуа-лiзацiУ в природних умовах. В даний час розроб-ляються новi iнструменти та пристроУ з викорис-танням наноматерiалiв. НанотехнологiУ важливi в цш областi за рахунок розробки агенпв моле-кулярноУ вiзуалiзацiУ [1]. Наночастинки покращу-ють контрастнiсть тканин при МРТ i при отри-манш ультразвукових зображень навiть для од-нiеУ клiтини до появи будь-яких симптомiв [3]. Наноматерiали, як мiстять контрастнi агенти, можуть значно пщвищити чутливiсть iнших дiаг-ностичних методiв вiзуалiзацiУ.
Супер-парамагнiтнi наночастинки широко використовуються в якост МРТ-контрастних аген-тiв, а рiдкий перфторвуглець з наночастинками i лтосомами - як ультразвуковий контрастний агент. Золот наночастинки, що поглинають оп-тичне випромшювання, завдяки Ухнiм люмшес-центним властивостям можуть бути використаш в якост контрастного агенту для опто-акустоскопи, який продовжуе промiжок часу для роботи з зображенням. В той час традицшш флуорофори, таю як оргашчш барвники i флуо-ресцентш бiлки, мають декiлька характеристич-них проблем, а саме швидке фотознебарвлення (втрата здатност до флуоресценцп), виникнення спектрально перехресних перешкод, вузьк про-фiлi збудження, малi яскравють та iнтенсивнiсть сигналiв. Цi недолги можуть бути усунутi за до-помогою наночастинок оксиду залiза, покритих пептидами, що специфiчно зв'язуються з кланами пухлин i пщсилюють МРТ-зображення [2]. Магнiтнi наночастинки дозволяють нешвазивно, в режимi реального часу проводити ктькюну оцiнку панкреатичного запалення для дiагности-ки автоiмунного дiабету.
Електродiагностика - це метод отримання шформаци про захворювання шляхом пасивного запису електричноУ активностi частин тта або шляхом вимiрювання Ух реакцп на зовшшнш електричний стимул. Електроди з штегрованою наноструктурною конформальною антеною ви-користовуються в якост бездротового переда-вача для передачi даних на будь-який зовнiшнiй пристрш для вiддаленого монiторингу стану здоров'я [3].
Вщомо, що нанотехнологiУ оперують величинами порядку нанометра. Це мiзерно мала величина, порiвняна з розмiрами атомiв. Частинки розмiром 1-100 нм та композити з молекул i таких частинок неоргашчноУ, оргашчноУ та бюлоп-чноУ природи мають унiкальнi властивостi, що не притаманш iншим матерiалам, тому Ух застосу-вання зумовлюе революцшш змiни в iснуючих технологiях i створены нових. Нанотехнологи створюють новi матерiали з новими властивос-тями i функ^ями для рiзних бюмедичних додат-
KiB, таких як дiагностика, доставка лкарських за-co6iB, терапiя, тканинна iнженерiя, лiкування методом ппертерми та бiосенсори [26]. Нанотехнологи в областi медично'1 дiагностики застосову-ються у сферах роботи з зображеннями, вимн рювань та машпуляци речовинами на нанорiвнi [14].
Недавшми досягненнями в областi нанотех-нологш е розробка аналiзiв i платформ, що ви-користовуються для дiагностики вiрусу папiломи людини, якi потенцшно дозволяють новi пiдходи до дiагностики [28]. Безпрецедентний рiвень знань в област медичних наук поряд з техноло-гiчними досягненнями в област мiкро- i нанотех-нологiй зумовили появу пристро'1'в Lab-on-Chip для in-vitro медичного тестування. У поеднанш з смарт-мобтьними технологiями лаборатори на чип створюють можливостi кращого дiагносту-вання, прогнозування та мошторингу ефектив-ност персоналiзованого лiкування та надання медично'1 допомоги в прийняттi рiшень [18].
Запоб^ання розповсюдженню збудникiв ш-фекцшних захворювань вимагае швидко'1 i точно!' щентифкаци iнфекцiйних агентiв для належного лкування. Нещодавно розробленi флуоресцен-тш наночастинки настiльки чутливi, що нав^ь одна з них здатна випромшювати досить силь-ний сигнал для щентифкаци' i це дозволяе ранне виявлення шфекцш [19].
Нанотехнологи' в урологи - це галузь дослн джень з рiзноманiтними i кл^чно значущими за-стосуваннями в дiагностицi, що швидко розвива-еться. Розробки включають новi методи вiзуалi-заци сечостатевих злоякiсних новоутворень, ви-мiрювання простат-специфiчного антигену, ранне виявлення мутацш, якi е важливими для дiаг-ностики полiкiстозу нирок [12]. Розробку кращих дiагностичних iнструментiв для пошуку бюмар-керiв, якi розшзнають можливi ускладнення ще до Тх виникнення, також забезпечують нанотехнологи [5].
Властивостi наноматерiалiв сильно в^зня-ються вiд властивостей об'емних матерiалiв за-вдяки високому спiввiдношенню поверхш до об'-ему. Наноматерiали мають електричну провщ-нiсть, каталiтичнi властивосп, хорошу стабть-нiсть i велику здатнють до приеднання бюмоле-кул. Наночастинки можна прикртляти до бюмо-лекул, сприяючи виявленню бiомаркерiв захворювань в лабораторному зразку на дуже раннш стади. Через малий розмiр наноматерiали можуть легко взаемодiяти з бiомолекулами i отри-мати доступ до багатьох дтянок людського тiла, що важливо на раншх стадiях захворювання [8].
Магштш наночастинки використовуються в декiлькох галузях, а саме в бюсенсорах, при ма-гнiтно-резонанснiй томографи i наноелектрошц та iн. Mi частинки зазвичай складаються з магш-тного елемента, напр. такого як залiзо, шкель i Тх похiдних. Вони е ушверсальним дiагностичним iнструментом, який керуеться за допомогою зов-нiшнього магштного поля.
Точне визначення бiлкових бiомаркерiв i па-тогенних мiкроорганiзмiв у кл^чних зразках мае життево важливе значення для ранньо'1 дiагнос-тики захворювань, мошторингу лiкування i скла-дання плану для персоналiзованоï медицини. Загалом, бюмолекули характеризуються незна-чною магштною сприйнятливiстю. Тому магнiтнi наночастинки пщвищують чутливiсть бiосенсора i ефективно зменшують пробопiдготовчi вимоги. З ^ею метою були розроблеш магнiтнi датчики аналiзу, магнiто-резистивнi датчики, датчики ре-лаксаци [16].
Супер-парамагнiтнi наночастинки, виготовле-нi з оксиду залiза i покрик неорганiчними мате-рiалами, такими як дюксид кремнiю, або оргашч-ними матерiалами, такими як фосфолтщи, або природнiми полiмерами, такими як декстран або хтозан, i е ушверсальним засобом для ранньо'1 дiагностики раку, атеросклерозу та iнших захворювань. ^м того, вони використовуються як контрасты агенти для МРТ та як додаток для виявлення бiомаркерiв [10].
Квантовi точки (КТ) являють собою сферичш, флуоресцентш нанокристали, що складаються з нашвпровщникових матерiалiв розмiрами мiж 28 нм в дiаметрi. Вони мають вузьк спектри ви-промшювання, широкi спектри збудження, не-значне фотознебарвлення, високу чутливють i стабтьну флуоресценцiю з простим збудженням без необхщносп застосування лазерного ви-промшювання. КТ широко використовуються в якост альтернативи традицiйним флуорофорам для конструювання бiосенсорiв для виявлення таких бюмолекул як бiлки, нейротрансмiтери, ферменти i амшокислоти. Бiокон'югованi КТ е потен^алом для Тх використання в дiагностицi раку через яскраве i стабтьне флуоресцентне випромiнювання свiтла i чутливють флуоресцен-тних зображень. КТ е щеальним кандидатом для застосування бiосенсорiв для безперервного монiторингу сигналiв. КТ можуть бути використаш для виявлення ракових пухлин у па^етчв i для проведення дiагностичних теспв в бюлопч-них зразках [11].
Вуглецевi нанотрубки - це матерiали, що найбiльш широко використовуються в бюсенсо-рнiй дiагностицi. Вони е довгими, порожнистими цилшдричними вуглецевими структурами, що складаються з одного, двох або ктькох концент-ричних шарiв графiту, мають унiкальнi механiчнi, оптичш i електричнi властивостi, високу електро-i теплопровiднiсть. Mi властивостi мають потен-цiали для рiзних варiантiв бiомедичного застосування, в тому чи^ при дiагностицi раку i ш-фекцiйних захворюваннях, враховуючи Тх здатнють проникати через бюлопчш мембрани i вщ-носно низьку токсичнють [32].
Якщо бiомаркер, що знаходиться на поверхш вуглецево'Г нанотрубки, зв'язуеться з бтком, на-нотрубка змiнюе електричний опiр, який може бути вимiряний для визначення присутност пев-ного бiлка, бiлкових бiомаркерiв, наприклад си-
роватки, що може вказувати на певн види раку, зокрема, на рак молочноТ залози [17]. Вуглецевi нанотрубки мають потен^ал для збiльшення швидкостi бюлопчних датчикiв за рахунок скоро-чення часу вщгуку бiосенсора [30].
Оксид графену - тонкий шар пбридизованого вуглецю - широко використовуеться для медич-ноТ дiагностики в зв'язку з його збуджуючими властивостями. Вiн мае регульовану ширину за-бороненоТ зони, високу еластичнють, значну ме-хаычну мiцнiсть, дуже високий при кмнатнш те-мпературi квантовий ефект Холла, з великою рухливютю електронiв i високою теплопровщню-тю [7]. Графен е прозорим матерiалом з низьки-ми виробничими витратами i м^мальним впли-вом на навколишне середовище; широко вико-ристовуеться в електрохiмiчних бiосенсорах. Ли-сти графену з приеднаним антиттом зв'язують-ся з раковими кл^инами, якi внаслiдок стають здатними до флуоресценци i спостер^аються в мiкроскоп. Так можна виявити вщ 3 до 5 ракових кл^ин в одному мл зразка кровi [14].
Значною увагою у дослщникв користуються золотi i срiбнi наночастинки. Найбiльш приваб-ливими i широко вивченими наноматерiалами в бiоаналiтичному полi для медичноТ дiагностики е AuNPs, внаслiдок простоти синтезу, високоТ бю-сумiсностi i нецитотоксичностi. 1'х нанорозмiр i можливiсть функцiоналiзацiТ з бюмолекулами означае, що вони забезпечують надзвичайно високу просторову роздiльну здатнють i специ-фiчнiсть у багатьох маркувальних додатках. Оп-тичнi властивосп, сильне поглинання, розсю вання i особливо плазмонний резонанс роблять Тх цiнними для рiзноманiтних методiв на основi свiтла, включаючи комбiнованi схеми, так як створення фото-термiчних або фотоакустичних зображень. Наночастинки золота можуть бути також використан в якост бiосенсорiв, Тх оптичнi властивостi можуть змшюватися при зв'язуваннi з певними молекулами, дозволяючи виявлення i ктькюне визначення аналiзованоТ речовини. Внаслiдок радикальноТ змiни спектру поглинання наночастинок золота при взаемоди з нуклеТно-вими кислотами може бути проведений чутли-вий аналiз якiсного виявлення ДНК [31].
Срiбнi нанострижнi в дiагностичнiй системi використовуються для виявлення окремих вiру-сiв, бактерiй та шших мiкроскопiчних компонен-тiв зразкiв кров^ що дозволяе отримувати чiткiшi сигнали при рамашвськш спектроскоп^. Цей метод був продемонстрований для щентифкацп вiрусiв i бактерiй менш ыж за годину [26].
Пористi наноматерiали особливо перспекти-внi для виготовлення оптичних бiосенсорiв, якi володiють широким спектром фiзичних характеристик, таких як висока чистота, регульована пористють, нанорозмiрне структурування, висока фотохiмiчна, фiзична стiйкiсть i термiчна ста-бiльнiсть. Пористi наноматерiали зберiгають на-тивну конформацiю i реакцiйну здатнють бюмо-лекул. Найбiльш суттевою особливютю пористих
наноматерiалiв е оптична прозорють, що робить Тх цiнними для створення бiосенсорiв для медичноТ дiагностики [24]. Новими тенденцiями в га-лузi медичноТ дiагностики е створення бюч^в, мiкрочiпiв, наноштрих-кодiв, лабораторш на чипi, бiосенсорiв [20,22,29].
Iснуючi i традицiйнi технологiТ для медичноТ дiагностики досягли меж1 Тх можливостей, в той час як нанотехнологи зможуть зробити дiагнос-тику захворювань бтьш чутливою, швидкою i створювати простiшi у використаннi дiагностичнi шструменти, що дозволить лiкарю ранiше виявити захворювання i швидше розпочати лку-вання. НанотехнологiТ для медичноТ дiагностики е найбiльш iнновацiйною i вельми специфiчною областю, яка буде оновлювати методи охорони здоров'я в найближчому майбутньому для пщ-вищення якосп життя пацiентiв.
Лiтература
1. Демченко О. П. Нанобютехнолопя: шлях у новий мiкросвiт, створений синтезом хiмiТ та бiологiТ / О. П. Демченко, В. I. На-заренко // Бютехнолопя. - 2012. - Т.5, №2. - С. 9-30.
2. Akhtari M. Functionalized magnetonanoparticles for MRI diagnosis and localization in epilepsy / M. Akhtari, A. Bragin, M. Cohen [et al.] // Epilepsia. - 2008. - Vol. 49. - P. 1419-1430.
3. Alzaidi A. Smart textiles based wireless ECG system / A. Alzaidi, Z. Linfeng, H. Bajwa [Electronic resource] // Systems, Applications and Technology Conference (LISAT), IEEE Long Island. - 2012. -Available at : https://scholarworks.bridgeport.edu/xmlui/bitstream/handle/123456 789/635/86-G.Alzaidi.pdf?sequence=2
4. Ashtiyani D. An Overview of Nanotechnology Applications in Medical Imaging with Nanoparticle Contrast Agents and Probe Designing / D. Ashtiyani, A. K. Mahdi // Paramedical Sciences and Military Health. - 2016. - Vol. 11, № 2. - Р. 37-47.
5. Azzawi M. Nanotechnology for the diagnosis and treatment of diseases / M. Azzawi, A. Seifalian, W. Ahmed // Nanomedicine. -2016. - Vol. 11, №. 16. - P. 2025-2027.
6. Brian Lam. Nanostructured Electrochemical Biosensors: Towards Point of Care Diagnostics: A thesis submitted in conformity with the requirements for the degree of Doctor of Philosophy / Lam Brian. -Department of Chemistry, University of Toronto, 2013. - 122 p.
7. Dresselhaus M.S. Perspectives on the 2010 Nobel Prize in physics for grapheme / M.S. Dresselhaus, P.T. Araujo // ACS Nano. - 2010. - Vol. 4. - P. 6297-6302.
8. Fakruddin M. Prospects and applications of nanobiotechnology: a medical perspective / M. Fakruddin, Z. Hossain, H.J. Afroz // Nano-biotechnology. - 2012. - Vol. 10. - P. 31.
9. Gaster R. S. Matrix-insensitive protein assays push the limits of biosensors in medicine / R. S. Gaster, D. A. Hall, C. Neilson [et al.] //Nature Medicine. - 2009. - Vol. 15. - P. 1327-1332.
10. Gobbo O.L. Magnetic Nanoparticles in Cancer Theranostics / O.L. Gobbo, K. Sjaastad, M.W. Radomski // Theranostics. - 2015. - Vol. 5(11). - P. 1249-1263.
11. Ghrera A.S. Quantum dot-based microfluidic biosensor for cancer detection / A. S. Ghrera, C. M. Pandey, A. Ali // Appl. Phys. Lett. -2015. - Vol. 106. - P. 693-703.
12. Jayasimha S. Nanotechnology in Urology / S. Jayasimha // Indian J. Urol. - 2017. - Vol. 33, Issue 1. - P. 13-18.
13. Jingeng F. Nanoscale Plasmonic Interferometers for Multispectral, High Throughput Biochemical Sensing / F. Jingeng, S. Vince Siu, A. Roelke [et al.] // Nano Lett. - 2012. - Vol. 12. - P. 602-609.
14. Kanchanapally R. Multifunctional hybrid graphene oxide for labelfree detection of malignant melanoma from infected blood / R. Kanchanapally, Z. Fan, A. Kumar Singh [et al.] // J. Mater Chem. -2014. - Vol. B 2. - P. 1934-1937.
15. Kim B.Y. Nanomedicine / B.Y. Kim, J.T. Rutka, W.C. Chan // N. Engl. J. Med. - 2010. - Vol. 363. - P. 2434-2443.
16. Koh I. Magnetic nanoparticle sensors / I. Koh, L. Josephson // Sensors (Basel). - 2009. - Vol. 9. - P. 8130-8145.
17. Leyden M.R. Increasing the detection speed of an all-electronic real-time biosensor / M.R. Leyden, R.J. Messinger, C. Schuman [et al.] // Lab. Chip. - 2012. - Vol. 12 (5). - P. 954-959.
18. Patou F. A Smart Mobile Lab-on-Chip-Based Medical Diagnostics System Architecture Designed for Evolvability / F. Patou, M. Di-maki, W. E. Svendsen [et al.] // DSD. - 2015. - P. 390-398.
19. Qasim M. Nanotechnology for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases / Q. Muhammad, D.-J. Lim, H. Park [et al.] // Journal
of Nanoscience and Nanotechnology. - 2014. - Vol. 14, № 10. - P. 7374-7387.
20. Rajshri K.S. A silica-dextran nanocomposite as a novel matrix for immobilization of horseradish peroxidase, and its application to sensing hydrogen peroxide / K.S. Rajshri, S.S. Rohiwal, A.V. Raut // Microchimica acta. - 2014. - Vol. 181. - P. 71-77.
21. Sanavio B. On the slow diffusion of point-of-care systems in therapeutic drug monitoring / B. Sanavio, S. Krol // Front. Bioeng. Bio-technol. - 2015. - V. 2. - P.1-15.
22. Sassolas A. Immobilization strategies to develop enzymatic biosensors / A. Sassolas, L.J. Blum, B.D. Leca-Bouvier // Biotechnol. Adv. - 2012. - Vol. 30. - P. 489-511.
23. Satvekar R.K. Emerging Trends in Medical Diagnosis: A Thrust on Nanotechnology / R.K. Satvekar, B.M. Tiwale, S.H. Pawar // Med chem. - 2014. - Vol. 4. - P. 407-416.
24. Satvekar R.K. Influence of Silane Content on the Optical Properties of Sol Gel Derived Spin Coated Silica Thin Films / R.K. Satvekar, M.R. Phadatare, V.A. Karande [et al.] // International Journal of Basic and Applied Sciences. - 2012. - Vol. 1. - P. 468-476.
25. Sengupta A. Introduction to Nano: Basics to Nanoscience and Nanotexnology / A. Sengupta, S.K. Sarcar. - Berlin Heidelberg : Springer-Verlag, 2015. - 226 p.
26. Shanmukh S. Identification and classification of respiratory syncytial virus (RSV) strains by surface-enhanced Raman spec-
troscopy and multivariate statistical techniques / S. Shanmukh, L. Jones, Y.P. Zhao // Anal. Bioanal. Chem. - 2008. - Vol. 390 (6). -P.1551-1555.
27. Shi J. Nanotechnology in drug delivery and tissue engineering: from discovery to applications / J. Shi, A.R. Votruba, O.C. Farokhzad [et al.] // Nano Lett. - 2010. - Vol. 10. - P. 3223-3230.
28. Tasoglu S. Advances in Nanotechnology and Microfluidics for Human Papillomavirus Diagnostics / S. Tasoglu, H.C. Tekin, F. Inci [et al.] // Proceedings of the IEEE. - 2015. - Vol. 103, Issue 2. - P. 161-178.
29. Turner A.P. Biosensors: sense and sensibility / A.P. Turner // Chem. Soc. Rev. - 2013. - Vol. 42. - P. 3184- 3196.
30. Vashist S.K. Advances in carbon nanotube based electrochemical sensors for bioanalytical applications / S.K. Vashist, D. Zheng, K. Al-Rubeaan [et al.] // Biotechnol. Adv. - 2011. - Vol. 29 (2). - P. 169-188.
31. Vinhas R. Gold nanoparticle-based theranostics: disease diagnostics and treatment using a single nanomaterial / R. Vinhas, M. Cor-deiro, F.F. Carlos // Nanobiosensors in Disease Diagnosis. - 2015. -Vol. 4. - P. 11-23.
32. Zhang Y. Functionalized carbon nanotubes for potential medicinal applications / Y. Zhang, Y. Bai, B. Yan // Drug Discov. Today. -2010. - Vol. 15. - P. 428-435.
Реферат
НАНОТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ Микитюк О.Ю., Микитюк О.П.
Ключевые слова: нанотехнологии, наноматериалы, медицинская диагностика.
Современные нанотехнологии предусматривают проведение манипуляций с материалами на атомном и молекулярном уровне путем изменения их физических, химических и биологических свойств для получения новых материалов, приборов и систем. Наноматериалы обладают превосходными характеристиками, в частности каталитической активностью и биосовместимостью, которые делают их пригодными для различных биомедицинских применений. Применение нанотехнологий проспективно может улучшить весь процесс здравоохранения для конкретного пациента: с момента установления диагноза до лечения и дальнейшего наблюдения. Медицинский диагноз на основе нанотехнологий обеспечивает быстрое тестирование и раннюю диагностику (даже на уровне одной клетки). Потенциальные вклады нанотехнологий в медицинской диагностике чрезвычайно широки и могут улучшить традиционные диагностические инструменты и методы в области клинического диагноза, визуализации и электродиагностики. Наноматериалы и нанотехнологии эффективно используются для диагностики различных заболеваний: сердечно-сосудистых, онкологических, диабета, инфекционных, нейродегенеративных, заболеваний почек, опорно-двигательного аппарата и др.
Summary
NANOTECHNOLOGIES IN MEDICAL DIAGNOSIS Mykytiuk O.Yu., Mykytiuk O.P.
Key words: nanotechnology, nanomaterials, medical diagnostics.
Modern nanotechnology involves manipulation of materials at the atomic and molecular level by altering their physical, chemical and biological properties for new materials, devices and systems. Nanomaterials have excellent characteristics, including catalytic activity and biocompatibility, which makes them suitable for various biomedical purposes. Application of nanotechnology can improve prospectively the whole process of health care for an individual patient, from the moment the disease has been diagnosed to the treatment and follow-up. Medical diagnosis based on nanotechnology provides rapid testing and early diagnosis (even at the level of a single cell). The potential contribution of nanotechnology in medical diagnosis is extremely extensive and can enhance traditional diagnostic tools and methods in the field of clinical diagnosis, imaging and electro diagnosis. Nanomaterials and nanotechnologies are used effectively in diagnosis of various diseases including cardiovascular diseases, cancer, diabetes, infectious, neurodegenerative and kidney disease, musculoskeletal pathologies, and others.
