Наноструктуры и нанотехнологии в биомедицине

Курс посвящен изучению применения наноструктур для биомедицинских целей. Слушатели знакомятся с основными видами наноструктур, принципами их контактированиями с биотканями, учатся различать физические эффекты, создаваемые при взаимодействии электромагнитного излучения с наночастицами. В курсе уделяется внимание важным различиям наноструктур, их особенностям и способам их применения в биомедицине.

Курс посвящен изучению различных видов наноструктур, их свойств и особенностей, а также методов их применения в биомедцине с точки зрения физического подхода.

Целью курса является ознакомление с различными видами наноструктур, их свойствами и возможностями применения для лечебных и диагностических целей.

В курсе представлены самые последние данные по нанотехнологиям в биомедцине.

В результате освоения курса, обучающиеся смогут самостоятельно ориентироваться в видах наночастиц для биомедицинского применения. А именно: различать свойства различных наноструктур, понимать, как лазерный свет взаимодействует с наноструктурами, моделировать оптические сигналы от наночастиц, знать особенности биосовместимости и токсичности наночастиц.

Видеолекции, тесты, задания, самоподготовка, изучение рекомендованных ресурсов.

Стоимость доступа к материалам курса за исключением ознакомительной части (включая тестовые материалы и возможность пройти экзамен с прокторингом и получить сертификат) составляет 3600 рублей. Для этого нужно пройти текущее тестирование не меньше чем на 60% и итоговый тест не меньше чем на 60%.

1. Абаева Л.Ф. и соавт., Наночастицы и нанотехнологии в медицине сегодня и завтра, Альманах клинической медцины 22, 2010.
2. Pelaz B, Alexiou C, Alvarez-Puebla RA, et al. Diverse Applications of Nanomedicine. ACS Nano. 201, 7 Mar 28;11(3):2313-2381. doi: 10.1021/acsnano.6b06040.
3. Jiménez-Jiménez, C.; Manzano, M.; Vallet-Regí, M. Nanoparticles Coated with Cell Membranes for Biomedical Applications. Biology 2020, 9, 406. https://doi.org/10.3390/biology9110406
4. Damasco JA, Ravi S, Perez JD, Hagaman DE, Melancon MP. Understanding Nanoparticle Toxicity to Direct a Safe-by-Design Approach in Cancer Nanomedicine. Nanomaterials (Basel). 2020 Nov 2;10(11):2186. doi: 10.3390/nano10112186.
5. Lu W, Yao J, Zhu X, Qi Y. Nanomedicines: Redefining traditional medicine. Biomed Pharmacother. 2021 Feb;134:111103. doi: 10.1016/j.biopha.2020.111103.
6. Amina SJ, Guo B. A Review on the Synthesis and Functionalization of Gold Nanoparticles as a Drug Delivery Vehicle. Int J Nanomedicine. 2020 Dec 7;15:9823-9857. doi: 10.2147/IJN.S279094.
7. Kohout C, Santi C, Polito L. Anisotropic Gold Nanoparticles in Biomedical Applications. Int J Mol Sci. 2018 Oct 29;19(11):3385. doi: 10.3390/ijms19113385.
8. Singh U, Morya V, Rajwar A, Chandrasekaran AR, Datta B, Ghoroi C, Bhatia D. DNA-Functionalized Nanoparticles for Targeted Biosensing and Biological Applications. ACS Omega. 2020 Nov 28;5(48):30767-30774. doi: 10.1021/acsomega.0c03656.
9. Shi J, Kantoff PW, Wooster R, Farokhzad OC. Cancer nanomedicine: progress, challenges and opportunities. Nat Rev Cancer. 2017 Jan;17(1):20-37. doi: 10.1038/nrc.2016.108.
10. Nathanael AJ, Oh TH. Biopolymer Coatings for Biomedical Applications. Polymers (Basel). 2020 Dec 21;12(12):3061. doi: 10.3390/polym12123061.
11. Baetke SC, Lammers T, Kiessling F. Applications of nanoparticles for diagnosis and therapy of cancer. Br J Radiol. 2015 Oct;88(1054):20150207. doi: 10.1259/bjr.20150207.
12. Van Zundert I, Fortuni B, Rocha S. From 2D to 3D Cancer Cell Models-The Enigmas of Drug Delivery Research. Nanomaterials (Basel). 2020 Nov 11;10(11):2236. doi: 10.3390/nano10112236.
13. Li W, Peng A, Wu H, Quan Y, Li Y, Lu L, Cui M. Anti-Cancer Nanomedicines: A Revolution of Tumor Immunotherapy. Front Immunol. 2020 Dec 21;11:601497. doi: 10.3389/fimmu.2020.601497.
14. https://biomolecula.ru/articles/nevidimaia-granitsa-gde-stalkivaiutsia-nano-i-bio
15. Gherasim O, Puiu RA, Bîrcă AC, Burdușel AC, Grumezescu AM. An Updated Review on Silver Nanoparticles in Biomedicine. Nanomaterials (Basel). 2020 Nov 23;10(11):2318. doi: 10.3390/nano10112318.
16. Najahi-Missaoui W, Arnold RD, Cummings BS. Safe Nanoparticles: Are We There Yet? Int J Mol Sci. 2020 Dec 31;22(1):385. doi: 10.3390/ijms22010385.
17. Thomas RG, Surendran SP, Jeong YY. Tumor Microenvironment-Stimuli Responsive Nanoparticles for Anticancer Therapy. Front Mol Biosci. 2020 Dec 18;7:610533. doi: 10.3389/fmolb.2020.610533. Erratum in: Front Mol Biosci. 2021
18. Cano A, Ettcheto M, Espina M, López-Machado A, Cajal Y, Rabanal F, Sánchez-López E, Camins A, García ML, Souto EB. State-of-the-art polymeric nanoparticles as promising therapeutic tools against human bacterial infections. J Nanobiotechnology. 2020 Oct 31;18(1):156. doi: 10.1186/s12951-020-00714-2.
19. Ibrahim Khan, Khalid Saeed, Idrees Khan, Nanoparticles: Properties, applications and toxicities, Arabian Journal of Chemistry, 12(7), 2019.
20. Наноструктуры в биомедицине. под ред. К. Гонсалвес, К. Р. Хальберштадт, К. Т. Лоренсин и др. Бином. Лаборатория знаний, 2019.

Модуль 1. Введение в Наномедицину.

Модуль 2. Введение в Наномедицину. Персонализованная медицина.

Модуль 3. Строение клетки и других составляющих биотканей. Особенности новообразований.

Модуль 4. Нано-био контакт.

Модуль 5. Лазеры в биомедиине.

Модуль 6. Фотодинамическая терапия и флуоресцентная диагностика.

Модуль 7. Наночастицы в биомедицине: виды, свойства и особенности.

Модуль 8. Биосовместимость и токсичность наночастиц.

Модуль 9. Примеры применения наночастиц в биомедициине.

Модуль 10. Наноплазмоника.

В результате обучения по курсу слушатель получит:

• Знание основных видов наноструктур, применяемых в биомедицине; характерных особенностей и свойств различных наноструктур; возможных проявлений токсичности наноструктур; свойств и эффектов, возникающие при взаимодействии наноструктур с оптическим излучением; основных возможностей применения наночастиц для фотодинамической терапии;  особенностей взаимодейcтвия наноструктур с биологическими тканями.
• Умение планировать исследовательскую работу в области нано-биомедцины; анализировать потенциальную возможность применения различных наноструктур для медицинских целей.
• Навыки применения лазеров для нано-биомедицины; моделирования взаимодействия наноструктур с оптическим излучением.

Знать основные виды наноструктур, применяемых в биомедицине;

Знать характерные особенности и свойства различных наноструктур;

Знать возможные проявления токсичности наноструктур;

Знать свойства и эффекты, возникающие при взаимодействии наноструктур с оптическим излучением;

Знать основные возможности применения наночастиц для фотодинамической терапии;

Знать особенности взаимодейcтвия наноструктур с биологическими тканями.

Уметь планировать исследовательскую работу в области нано-биомедцины;

Уметь анализировать потенциальную возможность применения различных наноструктур для медицинских целей.

Владеть основами применения лазеров для нано-биомедицины;

Владеть основами моделирования взаимодействия наноструктур с оптическим излучением.