НАНОТЕХНОЛОГИИ В СПОРТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ
Зимина Д.Ю.
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Проведена работа с проектами олимпийского комитета России, в частности проанализированы разработки в области создания дистанционного анализатора химического состава выдыхаемого спортсменом воздуха методом спектроскопии рассеяния и поглощения составляющих его наночастиц [1], а так же синтезирование соединений на базе антиоксидантов — доноров монооксид азота структурированных в гидрогельной наноматрице, предназначенные для повышения работоспособности организма при высоких физических и психических нагрузках[2].
В последние годы нанотехнологии активно развиваются во многих областях науки. Важную роль нанотехнологии играют в спорте, а точнее в спортивной наномедицине. Основой наномедицины является использование нанотехнологий для открытия новых фармакологических молекулярных субстанций, подбор лекарственных средств для спортсменов, а так же доставка лекарственных средств в определенные места и ткани организма. Еще одним актуальным аспектом спортивной наномедицины является быстрый и качественный сбор информации о состоянии спортсмена [4].
Цель исследования.
Главной целью исследование является анализ разработок в области спортивной наномедицины и оценка необходимости разработок в спорте, для выявления факта принятия допинга, улучшения методов определения степени утомления и повышения трудоспособности.
В соответствии с целью, рассматривается проект создания дистанционного анализатора химического состава выдыхаемого спортсменом воздуха методом спектроскопии рассеяния и поглощения составляющих его наночастиц.
Основные определяющие компоненты спектроанализатора — сапфировые кассеты с микрокапиллярами и наноступеньками (рис. 1), на стенки которых нанесены наночастицы (рис. 2), оптические спектры которых изменяются при селективном захвате ими контролируемых молекул.
Рис.1. Сапфировые кассеты с микрокапиллярами и наноступеньками. нанесенными наночастицами.
Основным принципом прибора является регистрация спектров излучения и рассеяния примесями, селективно захваченными на специально подготовленные наночастицы. На Рис.3. представлена принципиальная схема спектроанализатора.
Рис.2. Принципиальная схема спектроанализатора
Нанотехнологии и перспективы их развития (2)
... СЗМ (Сканирующий зондовый микроскоп). Это открытие имело огромное значение для развития нанотехнологий, так как это был первый микроскоп, способный показывать отдельные атомы (СЗМ). 1985 ... [5] Ведутся работы и в Харьковском национальном университете имени В.Н.Каразина. Направления исследований: поверхностные явления, фазовые превращения и структура конденсированных пленок. Исследования проводятся ...
Концентрирование примесей в микрокапиллярах на наноступеньках, настроенных на селективный захват конкретных молекул, и высокочувствительный спектральный анализ позволит приблизить обнаружительную способность прибора к нюху собаки[1].
Это приведет к качественному улучшению методов выявления (в кротчайшие сроки) спортсменов употребляющих допинги и методов определения степени утомления спортсменов по спектральному анализу их выдоха (соотношение СО и СО2) и дистанционному спектру отражения от кровенаполненных зон тела (например, губ)
Далее возможно рассмотрение проекта синтезирования соединений на базе антиоксидантов — доноров монооксид азота структурированных в гидрогельной наноматрице, предназначенные для повышения работоспособности организма при высоких физических и психических нагрузках.
Создание препарата на базе нитромексидола в сочетании с гидрогельной наноматрицей на основе молекул и ионов серебра, являющегося принципиально недопинговым по своим фармакологическим характеристикам и способу применении, и позволяющим повысить работоспособность организма спортсмена, а также увеличить его антистрессовую защиту.
Создание препарата на базе нитромексидола в сочетании с гидрогельной наноматрицей на основе молекул и ионов серебра, являющегося принципиально недопинговым по своим фармакологическим характеристикам и способу применении, и позволяющим повысить работоспособность организма спортсмена, а также увеличить его антистрессовую защиту.
Одно из главных направление использование нитромексидола обусловлено его антиоксидантным действием, которое может быть успешно использовано для целей спортивной медицины.
В Институте проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) был синтезирован нитроксисукцинат 2,4,6-триметил-3-оксипиридина, который может быть использован как перспективное средство защиты живых организмов при баротравматических и огнестрельных ранениях за счет торможения процессов возникновения и развития вторичного некроза. В продолжение этих работ путём введения нитратной группы в молекулу известного препарата «мексидол» (сукцинат 2-этил-6-метил-3-оксипиридина) получен нитроксисукцинат 2-этил-6-метил-3-оксипиридина (нитроксимексидол), более доступный, чем его триметильный аналог[4].
Эти два нитроксисукцината можно рассматривать как уникальные лекарственные средства XXI века многопланового действия и в первую очередь как кардиотропные средства, в которых сочетаются два антирадикальных фрагмента — основание (антиоксидант) и нитроксиянтарная кислота (донор NO).
Молекула оксиароматического основания ингибирует радикальную цепную реакцию окисления и нейтрализует образование пероксидных радикалов. Нитроксиянтарная кислота за счет генерации монооксида азота связывает супероксидные радикалы с образованием пероксинитрита, со своей стороны обуславливая биологическое действие препарата. нанотехнология фармакологический спортсмен химический
В то же время в лаборатории спектроскопии Тверского государственного университета открыта уникальная система, обладающая антимикробным действием и представляющая собой супрамолекулярный тиксотропный гидрогель (СТГ) с фрактальной структурой на основе цистеина, ионов и наночастиц серебра, при этом концентрация растворенных веществ в воде составляет 0,1-0,01%. Данный СТГ может быть использован как матрица для введения в него биологически активных веществ (БАВ), липосом и нанокапсул, заполненных БАВ, и тем самым может быть существенно повышен лечебный эффект нового композиционного препарата, например такого как нитромексидол. При этом предполагается вводить тиксотропный гидрогель с нитроксимексидолом, либо перорально, либо путем инъекционного введения этого гидрогеля, либо путем смазывания открытой кожной поверхности гидрогелем. При этом предполагается вводить тиксотропный гидрогель с нитроксимексидолом, либо перорально, либо путем инъекционного введения этого гидрогеля, либо путем смазывания открытой кожной поверхности гидрогелем [2].
Иммунотропные препараты
... Возможно подавление продукции интерферона, понижение общих защитных функций организма. Иммунодепрессанты должны применяться по строгим показаниям. 1.2 Развитие иммуносупрессивных иммунобиологических препаратов Широкий класс веществ был исследован с целью ...
Хорошим подтверждением проведенных исследований являются эксперименты, поведенные на мышах линии BDF-1 c целью доказательства повышения работоспособности живых организмов при введении в живые организмы ряда наших препаратов — доноров монооксида азота.
Опытной группе мышей вводили внутримышечно препарат — нитроксимексидол или его структурный аналог, а затем производили дислокацию (смещение) шейных позвонков с последующим вскрытием грудной клетки для визуального наблюдения за сокращением сердца. При этом было определено, что у мышей, которым предварительно вводили нитромексидол, время сокращения желудочков и предсердий продолжалось в течение 25 минут против 2-3 минут без препарата.
Таким образом, синтезированный препарат обладает ярко выраженным антигипоксическим действием и снижает потребность сердечной мышцы-миокарда в кислороде в 2 раза. Проведенные исследования позволяют предположить, что предварительное введение препарата спортсменам позволит существенно увеличить их работоспособность [3].
Новые соединения могут представить интерес с точки зрения повышения физической работоспособности человека в экстремальных и травматогенных условиях, в частности, не будучи допингами, но оказывая нормализирующее действие на проявление стресс-реакции со стороны организма, они могут быть с успехом применены для задач в области спорта.
Библиографический список
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/nanotehnologii-v-sporte/
1. Цветков Д.С. «Создание дистанционного анализатора химического состава выдыхаемого спортсменом воздуха методом спектроскопии рассеяния и поглощения составляющих его наночастиц» //Статья. — 2010.
2. Федоров, Б.С. Стратегия синтеза новых лекарственных средств с пониженной токсичностью на основе метаболически активных доноров монооксида азота / Б.С. Федоров, М.А. Фадеев, Г.И. Козуб // Альманах клинической медицины. — 2006. — Т. XII. — С. 134-135.
3. Пат РФ № 2250210 Российская Федерация. Нитроксисукцинат 2,4,6-триметил-3-оксипиридина и способ его получения / Б.С. Федоров, М.А. Фадеев, Г.Н. Богданов, Д.В. Мищенко, В.Н. Варфоломеев. — № 2250209 (2005.04.20)
4. Lьllmann, Color Atlas of Pharmacology
