Архив номеров НиТ

Нанопористые полимеры в медицине и энергетике

Рубрика журнала:

Номер журнала НиТ: 

Сибирские химики разработали принципиально новые подходы для синтеза нанопористых металлоорганических координационных полимеров, которые могут найти широкое применение в фармакологии, медицине, водородной энергетике и ряде других отраслей. По этой тематике Россия силами двух научных коллективов — лабораторий Института неорганической химии и Института катализа СО РАН — уже много лет ведет пионерные исследования. Руководитель работ по созданию нанопористых структур директор ИНХ СО РАН доктор химических наук Владимир ФЕДИН рассказал о перспективах разработок российских ученых.

Координационные металлоорганические полимеры — это соединения, в которых чередуются атомы металла и органические лиганды (ионы или нейтральные молекулы, связанные с металлическими центрами). Такие структуры можно строить для самых различных целей, заниматься их химическим дизайном, составляя цепочки или трехмерные решетки с размером пор от 1 до 50 нм. Металлоорганические структуры обладают высокой пористостью: до 70% их объема — свободное пространство. Эти полимеры являются очень эффективными сорбентами, в поры которых, как в ловушки, попадают молекулы определенного размера и формы. С их помощью, например, можно производить разделение смесей лекарственных форм, отлавливая внутрь металлоорганического каркаса только необходимые молекулы.
Опасные двойники

В современной фармакологии химическое вещество во многих случаях приходится разделять на два оптических изомера — «левые» и «правые» молекулы. Эти молекулы совершенно одинаковы по химическому составу, но отличаются пространственной структурой, как левая и правая перчатки. Свойство веществ иметь два зеркально симметричных изомера называется хиральностью (от греч. χειρος — рука). В организме человека такие «перчатки» ведут себя по-разному. Если одна молекула вещества лечит, то вторая может нанести непоправимый вред. Именно так произошло в 1960-х гг. с препаратом талидомид: его использование как снотворного и успокаивающего средства для беременных привело к появлению на свет тысяч детей с врожденными уродствами. Другой пример — этамбутол, на основе которого производят противотуберкулезные препараты. Один биологически активный изомер этого вещества борется с бактериями туберкулеза, а второй — вызывает слепоту.
Сегодня ведущие производители лекарств используют только оптически чистые хиральные соединения. Но разделение изомеров всегда было весьма дорогостоящим процессом, поэтому большинство российских препаратов до сих пор производится в виде смесей изомеров (и стоят они дешевле зарубежных аналогов).

Однако закон о бесплатном сыре работает и здесь: бывает, что половина лекарства нас лечит, а чем в это время занимается в организме его зеркальный двойник, нужно проверять отдельно для каждого препарата. В лучшем случае — ничем, но надо понимать, что количество действующего вещества с учетом таких двойников автоматически становится вдвое меньше заявленного.