Операційний блок - структурний підрозділ лікарні, що складається з операційних та комплексу допоміжних приміщень. Призначений він для проведення хірургічних втручань. Таке об'єднання операційних дає можливість ефективно використовувати операційний комплекс для обслуговування декількох відділень, вільно маніпулювати окремими операційними, допоміжними приміщеннями, оснастити комплекс сучасною апаратурою.

Операційні блоки обладнують в окремому будинку або прибудові, з'єднаними зі стаціонаром критими переходами або коридорами. Найбільш раціональним є розташування операційного блоку у складі окремого лікувально-діагностичного корпусу, безпосередньо прилеглого до палатного корпусу і максимально віддаленого від вертикальних комунікацій (технічних шахт, ліфтів, сміттєпроводів). Вікна операційних орієнтують на північні румби. Операційні блоки поділяють на загальнопрофільні та спеціалізовані (травматологічні, кардіохірургічні, опікові, нейрохірургічні та ін.). До складу приміщень як загальнопрофільних, так і спеціалізованих операційних блоків входять два ізольованих тупикових відділення - септичне і асептичне (операційні з допоміжними і службовими приміщеннями). При розташуванні операційних на різних поверхах септичні операційні обладнують над асептичними.

У центральних районних та міжрайонних лікарнях у сільській місцевості нормами передбачено 1 операційна на 30 ліжок у відділеннях хірургічного профілю, в лікарнях Швидкої медичної допомоги" - на 25 ліжок. Співвідношення септичних і асептичних операційних в операційних блоках загальнопрофільних лікарень повинно бути 1:3, але не менше 1 септичній операційної на операційний блок. При кількості операцій понад 6 рекомендується розгортати диспетчерський пост.

Мінімальна площа операційної загальнохірургічного профілю повинна бути не менше 36 м2. Площа операційної для проведення складних операцій на серці, судинах, трансплантації органів повинна бути не менше 48 м2. Операційні проектують на 1 операційний стіл. Кількість операційних столів і тип операційної в спеціалізованому операційному блоці залежать від типу і потужності структурних підрозділів лікарні.

Стіни операційної повинні бути гладкими, щоб їх було легко мити, зрошувати дезінфекційними розчинами. Для цього їх покривають матовою олійно-воскової фарбою яскраво-сірого або зеленувато-сірого кольору, яка не дає світлових відблисків і сприятливо діє на функцію зорового аналізатора хірурга. Їх дозволено облицьовувати глазурованим кахлем або іншими вологостійкими матеріалами на повну висоту. Поверхня стелі в операційній повинна бути матовою, її покривають олійною фарбою. Покривати підлогу слід водонепроникними легкоочищающимися матеріалами, які можна часто мити дезінфекційними розчинами, вони зручні для транспортування хворих, матеріалів та обладнання. Підлога в операційних, наркозних повинен бути безыскровым, антистатичним.

Післяопераційні палати розташовують в ізольованому відсіку при операційному блоці або у складі відділення анестезіології і реанімації, або ізольовано в складі палатного хірургічного відділення.

Для забезпечення вільної транспортування хворих на каталках ширина дверних прорізів повинна бути не менше 1, 1м, ширина коридору - 2, 8 м. Кожен операційний блок повинен мати самостійну лінію електропостачання. Электромедицинскую апаратуру вибирають по 01-м і 1-м класам електробезпеки.

Для планування операційного блоку принципове значення мають функціональні зони, які відрізняються вимогами до дотримання режиму стерильності і характером медичних маніпуляцій. Виділяють наступні функціональні зони операційного блоку:

1 ) стерильну (приміщення операційних);

2) суворого режиму (група приміщень для підготовки медичного персоналу і хворого до операції, тобто передопераційні, наркозні, апаратні, післяопераційні палати та допоміжні приміщення);

3) обмеженого режиму (приміщення для діагностичних досліджень, стерилізаційна, інструментально-матеріальна, кабінети хірургів та ін);

4) общебольничного режиму.

Операційний блок має 2 входи: для персоналу - через санпропускник і для хворих - через шлюз. Потоки повинні бути розділеними на "стерильний" (вхід для хірургів, операційних сестер) та "чистий" (для доставки хворого, пересування анестезіологів, молодшого і технічного персоналу). Вони не повинні перетинатися

Одним з унікальних представників мукозального імунітету, не залежного від загальної мукозальной системи, є субпопуляція интраэптелиальных Т-лімфоцитів.

Говорячи про Т-лімфоцитах, ми традиційно маємо на увазі Т-лімфоцити, у яких антигенраспознающий рецептор має альфа - і бета-ланцюга. Це так звані альфа - і бета-Т-лімфоцити: саме їх ми визначаємо в периферичної крові. Вони можуть бути Т-хелперами (CD4+) і Т-кілерами (CD8+). Розпізнавання чужорідного антигену здійснюється ними в поєднанні з власними молекулами гістосумісності класу II класу I відповідно. Між тим існує ще одна популяція Т-лімфоцитів, антигенраспознающий рецептор яких має гамма - і дельта - ланцюга; це так звані γδ-Т-лімфоцити, однією з особливостей яких є те, що вони виявляються, в основному, в епітеліальної тканини, у зв'язку з чим отримали назву інтраепітеліальних γδ-Т-лімфоцитів. В периферичної крові людини їх кількість не перевищує 10%. У покоящемся стані інтраепітеліальні гама-, дельта-Т-лімфоцити не мають маркерів CD4 + або CD8, однак після стимуляції вони можуть диференціюватися або в Т-хелпери (CD4+ клітини), або Т-кілери (CD8+ клітини). Після антигенної активації інтраепітеліальні γδ-Т-лімфоцити продукують відповідні цитокіни, в тому числі гамма-ІНФ та альфа-ЗНФ.

Показано, що в нормі інтраепітеліальні Т-лімфоцити розташовані через кожні 4-9 епітеліальних клітин. Однак, маючи на увазі поверхневий фенотип цих Т-лімфоцитів, слід сказати, що ця група клітин різнорідна за своїм Т-клітинній розпізнавального рецептора (Berland R. et al., 2002). Більшість CD8+ інтраепітеліальних лімфоцитів є або γδ-, небудь αβ-позитивними клітинами з гомодимерным CD8 αα на додаток до класичних CD8 αβ позитивним Т-лімфоцитів (Guy-Grand D. et al., 1991). Подібно CD8+ Т-лімфоцитів на периферії і в lamina propria, CD8 αβ інтраепітеліальні лімфоцити розвиваються в тимусе і мігрують специфічно в мукозальные компартменты за рахунок селективної експресії CCR9 і α4β7 интегрина (Svensson M. et al., 2002). В протилежність тимус-залежних CD8 αβ інтраепітеліальним Т-лімфоцитам, принаймні, певна популяція CD8 αα інтраепітеліальних Т-лімфоцитів, така як γδ Т-клітини, є тимус-незалежної і розвивається в криптопэтчах кишечника (Gould S. J. et al., 1993). Не виключено, що за рахунок того, що лімфоцити дозрівають у криптопэтчах, експресують рецептор до ІЛ-7, сам по собі ІЛ-7, який продукується епітелієм кишечника, дуже важливий для індукції цих CD8 αα інтраепітеліальних Т-лімфоцитів і, власне, для дозрівання самих криптопэтчей (Fujihashi K. Et al., 1996; Watanabe M. et al., 1995). Наявні в літературі дані не дозволяють однозначно відповісти на питання залежить від тимуса, або не залежить походження CD8 αα Т-клітин з αβ-ланцюгами або γδ-ланцюгами інтраепітеліальних лімфоцитів, оскільки в літературі є суперечливі дані на цей рахунок (Guy-Grand D. et al., 2003; Leishman A. J. et al., 2002; Eberl G. Et al., 2004). Разом з тим, потрібно визнати, що криптопэтчи є одним з важливих імунологічних компартментів мукозальной імунної системи, і вони необхідні як для розвитку інтраепітеліальних Т-лімфоцитів, так і для формування мукозальной мережі спільно з епітеліальними клітинами.

У роботах Das G. et al. (1999) було показано, що механізм розпізнавання антигену CD8 αβ інтраепітеліальних лімфоцитами рестриктирован молекулами гістосумісності класу 1, в той час як механізм розпізнавання CD8 αα інтраепітеліальних лімфоцитів не рестриктирован цими молекулами. Грунтуючись на цих результатах, було постулировано, що CD8 αβ інтраепітеліальні лімфоцити володіють більш високим ступенем цитотоксичної активності щодо MHC клас I – асоційованих (виключаючи власні цитоплазматичні антигени) порівняно з лімфоцитами CD8 αα, які володіють більш низькою цитотоксичною активністю. У роботах Fujiura Y. et al. (1996) було показано, що антигенна презентація CD 8 αα інтраепітеліальним лімфоцитам пов'язана з некласичними молекулами гістосумісності. Ця гіпотеза була підтверджена тим фактом, що интестинальные епітеліальні клітини експресують кілька некласичних молекул гістосумісності, включаючи такі, як антиген тимусной лейкемії (TL), CVA-1, CVA-2, CD-1 та MHC класу I таку молекулу (MICA і MICB). З іншого боку, інтраепітеліальні лімфоцити експресують ліганди по відношенню до вказаних молекул, серед них такі, як Vγ-1, Vδ-1+, NKG-2d, CD8 αα (Das G. et al., 2003). В даний час є загальновизнаним, що відповідь, опосередкований некласичними молекулами гістосумісності, індукується незабаром після інфекції без будь-яких пептидної специфічність по відношенню до вірусу або бактеріям (Groh V. et al., 2001; Tieng V. et al., 2002). Таким чином, інтраепітеліальні лімфоцити є мостом між швидким вродженим відповіддю, який може бути незалежний від загальної мукозальной імунної системи, і більш віддаленим за часом придбаним імунним відповіддю, який буде залежати від загальної мукозальной імунної системи (Boismenu R. et al., 1997).

Виявилося, що для розпізнавання антигену уб-Т-лімфоцитам не потрібні молекули гістосумісності. Антигенна презентація для них здійснюється, в основному, білками теплового шоку (HSP— Heat shock proteins). До теперішнього часу сформувалося уявлення про інтраепітеліальних уб-Т-лімфоцитах, як про сторожових епітеліальних клітинах тканин (першої лінії захисту), здатних розпізнати і знищити як збудник, в тому числі внутрішньоклітинний, так і власну епітеліальну клітину, стресовий стан якої досягло критичного рівня, не сумісного з продовженням нормального функціонування. Є дані про те, що уб-Т-лімфоцити здатні виділяти відповідні цитокіни, що регулюють ріст епітеліальних клітин (своєрідне "латання дірок" після руйнування деградованих епітеліальних клітин).

Постулюється, що уб-Т-лімфоцити в хронологічному порядку першими реагують на впровадження збудників в епітеліальні клітини різної локалізації. Потім мігрують сюди оф-Т-лімфоцити з периферичної крові. Розпізнавання антигену, активація уб-Т-лімфоцитів, продукція цитокінів, залучення гранулоцитів, моноцитів — все це етапи першої лінії захисту, природної резистентності організму. Слідом за цим за участю антигенпрезентирующих клітин і оф-Т-лімфоцитів розвиваються реакції специфічного (адаптивного) імунітету.

Отримані дані про підвищення кількості уб-Т-лімфоцитів у хворих з алергічним ринітом, туберкульозом та спондилоартропатией. Цікаво, що у хворих хронічним тонзилітом кількість уб-Т-лімфоцитів виявилося зниженим. Передбачається, що в гострій фазі захворювання кількість уб-Т-лімфоцитів у епітеліальної тканини збільшено; ці клітини забезпечують захист від повернувся збудника і, одночасно, видаляють стрессірованних власні епітеліальні клітини. Якщо захворювання приймає затяжний, хронічний характер, їх кількість зменшується. Не виключено, що спочатку хронізація захворювання може бути зумовлена первинною слабкістю інтраепітеліальних гамма, дельта-Т-лімфоцитів.

Зовнішній вид пухлини різноманітний. Вона може мати форму вузла, капелюшка гриба або нагадувати цвітну капусту. Поверхня її буває гладкою, горбистою або сосочкової. Пухлина може бути розташована в товщі органу або на його поверхні. В одних випадках вона дифузно пронизує орган і тоді кордони її не визначаються, в інших - розташована на поверхні органу (слизової оболонки) у вигляді поліпа. У компактних органах пухлина може виступати над поверхнею, проростати і руйнувати капсулу, аррозировать (роз'їдати) судини, внаслідок чого виникає внутрішнє кровотеча. Вона часто піддається некрозу і покривається виразками (ракова виразка). На розрізі пухлина має вигляд однорідної, зазвичай біло-сірого чи сіро-рожевої тканини, іноді нагадуючи риб'яче м'ясо. Іноді тканину пухлини строката у зв'язку з наявністю в ній крововиливів, вогнищ некрозу; пухлина може бути і волокнистої будови. У деяких органах (наприклад, в яєчниках) пухлина має кістозне будова.

Розміри пухлини різні, що залежить від швидкості та тривалості її зростання, походження та розташування; консистенція залежить від переважання в пухлини паренхіми або строми: у першому випадку вона м'яка, у другому - щільна.

Вторинні зміни у пухлинах представлені вогнищами некрозу і крововиливів, запаленням, ослизнением і відкладенням вапна (петрификация). Іноді ці зміни відбуваються у зв'язку із застосуванням променевої терапії і хіміотерапії.

Мікроскопічна будова пухлини відрізняється великою різноманітністю. Проте всі пухлини мають деякі загальні риси будови: пухлина складається із паренхіми та строми, співвідношення яких можуть сильно варіювати.

Паренхіму пухлини утворюють клітини, які характеризують даний вид пухлини, ними визначається морфологічна її специфіка. Строма пухлини утворена як сполучної тканиною органу, в якому вона розвинулася, так і клітинами самої пухлини.

Між паренхімою і стромою пухлини існують складні зв'язки, причому особливості паренхіми пухлини багато в чому визначають характер її строми. Пухлинні клітини у міру зростання індукують проліферацію фібробластів, синтез ними компонентів строми. Ця здатність пухлинних клітин значною мірою визначається їх генетичними властивостями, вона неоднаково виражена в пухлинах різної гістологічної будови, що пояснює різну кількість волокнистих структур в стромі різних пухлин. Клітини паренхіми пухлини не тільки індукують активність фібробластів, але і самі можуть виробляти міжклітинний речовина строми, або экстрацеллюлярный матрикс (наприклад, колаген IV типу в базальних мембран). Пухлинні клітини, крім того, продукують специфічне речовина білкової природи - ангиогенин, під впливом якого відбувається формування капілярів у стромі пухлини.

Більшість пухлин за будовою нагадують орган, тобто мають паренхіму і виражену в тій чи іншій мірі строму. Такі пухлини називають органоидными. В деяких, особливо недиференційованих, пухлинах переважає паренхіма, строма розвинена слабо і складається лише з тонкостінних судин і капілярів. Такі пухлини називають гистиоидными. Зазвичай вони швидко ростуть і рано піддаються некрозу. У ряді випадків пухлини переважає строма, клітин паренхіми вкрай мало. Прикладом може служити фіброзний рак, або скирр.

Пухлини, будова яких відповідає будові органа (тканини), в якому вони розвиваються, називають гомологічними. Коли клітинна будова пухлин відрізняється від будови органа (тканини), в якій вони виникають, говорять про гетерологічних пухлинах. Гомологічні пухлини - зрілі, диференційовані, гетерологичные - незрілі, мало - або недиференційовані. Пухлини, що виникають в результаті гетеротопій, т. е, ембріональних зсувів, називають гетеротопическими (наприклад, пухлина з кісткової тканини в стінці матки або легкому).

Морфологічний атипизм пухлини може бути тканинним та клітинним.

Тканинний атипизм характеризується порушенням тканинних взаємовідносин, властивих даному органу. Мова йде про порушення форми і величини епітеліальних структур, співвідношення паренхіми і строми в епітеліальних (особливо залізистих) пухлинах; про різній товщині волокнистих (сполучнотканинних, гладком'язових та ін) структур, про хаотичне їх розташування в пухлинах мезенхімального походження. Тканинний атипизм найбільш характерний для зрілих, доброякісних пухлин.

Клітинний атипизм на светооптическом рівні виражається в поліморфізмі або, навпаки, мономорфизме клітин, ядер і ядерець, гиперхромии ядер, поліплоїдії, зміни ядерно-цитоплазматичного індексу на користь ядер у зв'язку з їх укрупненням, появу безлічі мітозів.

Клітинний атипизм може бути виражений в різному ступені. Іноді він так значний, що пухлинні клітини за зовнішнім виглядом стають несхожими на клітини вихідної тканини або органу. Коли морфологічна ка - таплазия досягає крайнього ступеня, будова пухлини спрощується і вона стає мономорфной. У зв'язку з цим анапластические пухлини різних органів дуже схожі один на одного.

Важливим проявом морфологічного атипізму пухлинної клітини є патологія мітозу. Встановлено, що в клітинах пухлини порушена продукція кейлонов, які в нормальних умовах регулюють мітотичну активність клітин і діють як інгібітори клітинного поділу. Патологія мітозу в пухлинних клітинах підтверджує вплив онкогенних факторів на генетичний апарат клітини, що і визначає нерегульоване зростання пухлини.

Клітинний атипизм характерний для незрілих, злоякісних пухлин.

Атипизм ультраструктур, виявляється при електронно-мікроскопічному дослідженні, виражається у збільшенні числа рибосом, пов'язаних не тільки з мембранами эндоплазматическои мережі, але і лежать вільно у вигляді розеток і ланцюжків, у зміні форми, величини і розташування мітохондрій, появі аномальних мітохондрій. Функціональна гетерогенність мітохондрій в значній мірі нівелюється за рахунок мітохондрій з низькою або негативною активність цитохромоксидази. Цитоплазма убога, велике ядро з дифузним або маргінальним розташуванням хроматину. Виявляються численні мембранні контакти ядра, мітохондрій і эндоплазматическои мережі, які в нормальній клітині відмічаються вкрай рідко. Виразом атипізму клітини на ультраструктурному рівні є і клітини-гібриди. Серед атипових недиференційованих клітин можуть бути стовбурові, полустволовые клітини і клітини-попередники.

При електронно-мікроскопічному дослідженні виявляється не тільки ультраструктурный атипизм, але і специфічна диференціювання пухлинних клітин, яка може бути виражена в різному ступені - високої, середньої і низької.

При високого ступеня диференціювання пухлини знаходять кілька диференційованих типів пухлинних клітин (наприклад, у ракової пухлини легені пневмоциты 1 і II типів, війчасті або слизові клітини). При помірній ступеня диференціювання виявляють один з типів пухлинних клітин або клітини-гібриди (наприклад, в ракової пухлини легені тільки пневмоциты або тільки слизові клітини, іноді клітини-гібриди, що мають ультраструктурні ознаки одночасно як пневмоцита, так. і слизової оболонки клітини. При низького ступеня диференціювання пухлини знаходять поодинокі ультраструктурні ознаки диференціювання в небагатьох клітинах.

Група диференційованих пухлинних клітин, що виявляються при електронно-мікроскопічному дослідженні, неоднорідна і за ступенем вираженості специфічних ультраструктурных ознак - ознак диференціювання: одні клітини пухлини нічим не відрізняються від нормальних елементів того ж типу, інші - мають лише деякі специфічні ознаки, що дозволяють говорити про приналежність пухлинної клітини до певного типу.

Встановлення ступеня диференціювання пухлинної клітини при електронно-мікроскопічному дослідженні має важливе значення для диференціальної діагностики пухлин. Ультраструктурный аналіз пухлинних клітин свідчить про те, що в незрілої пухлини з високим ступенем злоякісності переважають недиференційовані клітини типу стовбурових, полустволовых і клітин-попередників. Збільшення в пухлині мі-жания диференційованих клітин, як і ступеня їх диференціювання, свідчить про наростання зрілості пухлини і зниження ступеня її злокачествености.

Біохімічний атипизм пухлинної тканини виражається рядом особливостей обміну, що відрізняють їх від нормальних. З'ясовано, що спектр біохімічних характеристик кожної з пухлин неповторний і включає різні комбінації відхилень від норми. Така варіабельність злоякісної пухлини є закономірною.

Тканина пухлини багата холестерином, глікогеном і нуклеїновими кислотами. У пухлинної тканини гліколітичні процеси переважають над окисними, міститься мало аеробних ферментних систем, тобто цитохромоксиды, каталази. Виражений гліколіз супроводжується накопиченням в тканинах молочної кислоти. Це своєрідність обміну пухлини посилює її схожість з ембріональною тканиною, в якій переважають явища анаеробного гліколізу.

Питання біохімічної анаплазії пухлини більш докладно висвітлюються у курсі патологічної фізіології.

Гістохімічні атипизм відображає певною мірою біохімічні особливості пухлини. Він характеризується змінами обміну у пухлинній клітині білків і, зокрема, їх функціональних груп (сульфгідрильних і дисульфідних), накопиченням нуклеопротеїдів, глікогену, ліпідів, глікозаміногліканів і змінами окислювально-відновних процесів. У клітинах різних пухлин визначається неоднорідна картина гістохімічних змін, і кожна пухлина в гистохимическом відношенні, так само як і в біохімічному, неповторна. Для ряду пухлин виявлено специфічні ферменти (ферменти-маркери), визначений «ферментний профіль», характерний для даного виду пухлини.

Так, у клітинах раку передміхурової залози виявлена висока активність кислої фосфатази, естерази та неспецифічної А, -экзонуклеазы - ферментів, властивих епітелію цього органу в нормі. У гепатоцеллюлярному раку на відміну від холангиоцеллюлярного виявляється аминопептидаза; в пухлинах з екзокринної частини підшлункової залози на відміну від пухлин з її острівців зберігається висока активність естерази. Кількісне гистохимическое дослідження показало, що однозначні в гістологічному відношенні і за ступенем диференціювання форми раку легені, шлунку і молочної залози відрізняються один від одного активністю ряду ферментів (оксидоредуктаз).

Нанотехнології почали впроваджуватися у різні галузі народного господарства, в тому числі, медицину, фармакологію та фармацію у кінці 80-х років ХХ ст., після виходу в 1986 році книги співробітника Массачусетського технологічного інституту К. Е. Дрекслера "Машини творення: прихід ери нанотехнологій" [12]. Новітні технології відкрили можливості застосування наноматеріалів у медичній практиці для підвищення ефективності лікування та діагностики багатьох захворювань [14, 15].

На сьогодні увагу вчених та дослідників привертають ультрадисперсні порошки металів та оксидів металів з розмірами частинок менше 100 нм (нанопорошки), що мають виражену біологічну активність та можуть бути основою для створення нових лікарських препаратів. Функціональні характеристики таких препаратів суттєво залежать від способу отримання, розмірів та терміну зберігання нанопорошків, на основі яких створюються медикаменти[6, 11, 22, 52]. Специфічні властивості металів в ультрадисперсному стані відкривають більші можливості для створення нових ефективних каталізаторів, сенсорних систем, препаратів з високою біологічною активністю для застосування в екології, медицині, фармації і сільському господарстві [5].

Серед нанометалів перспективним кандидатом на створення лікарських засобів нового покоління є мідь (Cu). Організм людини в нормі містить близько 100 мг цього металу, який бере участь у важливих фізіологічних та біохімічних процесах організму [10]. Щоденна потреба організму в міді становить від 2 до 5 мг. Джерелом міді є такі продукти харчування як печінка, картопля, овес та гречка. Після всмоктування у травному тракті більше 95% міді надходить у печінку та включається в біосинтез церулоплазміну, кожна молекула якого зв'язку язує 6-7 атомів Cu. Приблизно 5% міді транспортується кров'ю у сполученні з транскупри-ном та альбуміном. Катаболізм міді відбувається переважно у печінці. Біля 80% продуктів розпаду виводиться з жовчю, 16% - стінками шлунково-кишкового тракту, 4% виділяється з сечею, незначна кількість може виводитися з потім[7, 43, 57].

Мідь бере участь у важливих біохімічних процесах організму. Як кофактор, входити до складу багатьох життєво важливих ферментів, серед яких:

• тирозинази, що каталізує біосинтез меланіну;
• цитохромс-оксидаза, що є IV комплексом електронтранспортного ланцюга;
• лізилоксидаза, що приймає участь у біосинтезі колагену і еластину - основних структурних складових кісткової й хрящової тканини, шкіри, стінок судин, тканини легень;
• Cu/Zn-супероксиддисмутаза, що є ендогенним антиоксидантом - нейтралізує вільні радикали;
• дофаміну Р-гідроксилаза, що каталізує перетворення дофаміну в норадреналін;
• церулоплазмін, що є основним сироватковим транспортером міді та регулює транспорт заліза;
• амінооксидази, що каталізують перетворення первинних амінів у альдегіди (беруть участь у метаболізмі амінокислот) [43, 57].

Недостатність міді в організмі є чинником ризику розвитку багатьох хвороб та патологічних станів, серед яких панцитопенія, бронхіальна астма, бронхіт, вітіліго, глаукома, дистрофія м язів, імпотенція, ішемічна хвороба серця, міопатія, неврити, остеопороз, псоріаз, цукровий діабет, токсикоз вагітності, туберкульоз легень та епілепсія [10].

Альо розчинні сполуки міді можуть бути причиною гострого отруєння. При потраплянні у шлунок міді сульфату кількістю 1-2 г виникають слабкість, нудота, блювання, діарея, анорексія, до яких приєднуються гепатоцелюлярний некроз, гемоліз еритроцитів із вираженою жовтяницею та гематурією та нирковий тубулярний некроз [45]. Вдихання мідного пилу та парі сполук міді можуть викликати "мідну лихоманку", проявами якої є озноб, підвищення температури до 39 °С, посилене потовиділення та судоми литкових м язів[17, 31, 41].

Лікувальні властивост міді відомі з давніх часів. Сполуками міді лікували глистяні інвазії, епілепсію, хорею, анемії, менінгіт [10]. Зараз міді сульфат застосовується в якості антисептичного і в'їхав яжучого засобу при кон'юнктивітах, уретритах, вітіліго та для посилення еритропоезу. Також сполуки міді застосовують при опіках фосфором, як блювотний засіб. Мідь входить до складу полівітамінних препаратів [16].

У 1893 році Карл Негелі заявив науковому світу про антимікробну дію міді. Він спостерігав загибель мікроорганізмів у води при слідових концентраціях у ній металу [13]. На сьогодні відомо, що особливо виражена бактерицидна дія міді проявляється відносно метицилін-стійкого штаму золотистого стафілококу [33, 48, 59]. Кож булі відкріті біоцидні властивості міді відносно бактеріофагів [62], вірусу бронхіту, вірусу простого герпесу, вірусу імунодефіциту людини (ВІЛ) [24] та вірусів грипу [26, 35].

Від міді до наноміді: переваги нанопрепаратів. Відомо, що наноматеріали, як правило, легше вступають у хімічну взаємодію, ніж більш великі об'єднання об'єкти того ж хімічного складу, а отже - проявляють більшу біологічну активність, яка напряму залежить від розмірів наночастинок [3]. Однією з головних причин зміни фізико-хімічних властивостей малих частинок по мірі зменшення їх розмірів є зростання відносної кількості "поверхневих" атомів. Зменшення розмірів частинок веде до збільшення площі вільної поверхні речовини, а з енергетичної точки зору - до збільшення поверхневої енергії. Завдяки даного ефекту нанометали володіють унікальними властивостями. Нанопорошки металів знаходять застосування у якості високочутливих каталізаторів, сенсорних систем, лікарських засобів для медицини і ветеринарії.

На сьогодні залишається проблемою неможливість широкого впровадження препаратів нанометалів у медичну практику через відсутність достатня ефективних технологій отримання таких продуктів в промислових об'єктах ємах [1]. Успіхи в проведенні наукових досліджень і використання наночастинок металів та їх сполук у значній мірі залежать від методів їх синтезу.

Отже, перед вченими стоїть завдання - розробити методи синтезу монодисперсних наночастинок певного розміру. Саме розмір частинок відіграє ключову роль у прояві фізико-хімічних та біологічних властивостей наноматеріалів. Зміна розміру викликає появу нових, іноді небажаних, властивостей. Тому надзвичайно важливим є синтез однорідних наноматеріалів, у яких наночастинки однакової природи мають однаковий розмір, що полегшує точне визначення їх фізико-хімічних, терапевтичних та токсикологічних властивостей. Створення однорідних металічних наноматеріалів є складним процесом та вимагає впровадження нових технологій синтезу.

На сьогодні існує багато шляхів синтезу наночастинок міді. Серед них часто застосовують методи використання зворотних міцел, відновлення міді (II) ацетату у води та 2-етоксиетанолі гідразином, відновлення міді хлориду Nabh 4 в електронейтральній мікроемульсії (в/о), сонохімічного синтезу, радіолізу, використання вуглецевих нанотрубок як темплету, фотохімічного синтезу та лазерної абляції [36, 39].

У Міжнародному центрі електронно-промєневих технологій (науковий керівник - академік НАН України Мовчан Б. О.) Інституту електрозварювання імені Є.Про. Патона (директор - академік Патон Б. Є.) наночастинки металів отримують за допомогою електронно-променевого випаровування речовин у вакуумі (метод молекулярних пучків). Цей метод відрізняється універсальністю, продуктивністю та економічністю. Електронно-променева установка містить водоохолоджуваний тигель, у якому розмщують злиток металу - джерело наночастинок. При зіткненні променю електронів з поверхнею злитку металу більшість кінетичної енергії електронів перетворюється у теплову, речовина випаровується із швидкістю до 10-² г·см^-2·з¹. Наночастинки, конденсовані на підкладках, доступні для розчинення та подальших маніпуляцій. На сьогодні розроблено декілька технологічних схем випаровування та конденсації [8, 9].

Серед цікавих способів отримання металічних наночастинок - використання молекулярної матриці як обмеженого у просторі середовища для їх побудови. З цією метою застосовується апоферитин - білок, що має вигляд сфери та складається з 24 субодиниць, які оточують порожнину діаметром 8 нм. Прохід усередину молекули для іонів металів можливий завдяки каналам діаметром 4 кожний. У присутності сечовини конформація каналів змінюється, що дозволяє молекулам розмірами більше 4 потрапляти усередину апоферитину. У порожнині іони металу зв'язку язуються зі специфічними ділянками молекули білку. Максимальна кількість зв'язку зв'язаних іонів у одній молекулі складає 60 одиниць при рН 7, 4. При зсуві значення рН у основний бік цей показник зростає. Можливість застосування порожнини апоферитину як нанореактору відкриває нові горизонти для синтезу однорідних наночастинок металів різного складу [32].

Yin et al. (2005) запропонували метод отримання наночастинок Си2О, у якому розчин міді (І) ацетату, олеїнову кислоту та триоктиламін нагрівали до 180°С, витримували при цій температури протягом 1 год., потім нагрівали до 270°С з наступним охолодженням. З охолоджуваного розчину наночастинки осаджували етанолом та обробляли гексаном, утворювався темно-зелений розчин, готовий до використання у подальших експериментах [64].

Одного життя здобув метод соноелектрохімічного синтезу, вперше запропонований Reisse et al. (1994) [54] та удосконалений й оптимізований для потреб нанотехнологій Haas et al. (2006), що використовує почергові електричні та звукові імпульси для отримання наночастинок. Процес отримання частинок відбувається у декілька стадій. Спочатку CuSO₄·5H₂O розмщується у соноелектро-хімічному пристрої. Соноелектрод почергово генерує електричний та звуковий імпульси. Електричний імпульс викликає формування наночастинок на поверх-ні CuSO₄·5H₂O, а звуковий - "відриває" частинки, в результаті чого останні, стабілізовані за допомогою полівінілпіролідону (ПВП), переходять у розчин. "Відрив" частинок міді звуком відбувається до початку наступного електричного імпульсу, що дозволяє запобігти агрегації частинок та їх седиментації. Розмірами утворюваних наночастинок можна варіювати, змінюючи такі вихідні параметри, як тривалість електричного імпульсу, густина струму, концентрація ПВП, температура та сила звуку [36].

Sahoo et al. (2009) запропонували новий метод синтезу Cu₂Про наноструктур при кімнатній температури без використання темплетів та додаткових реагентів - один з можливих варіантів самоорганізації (self-assembly) нанокристалів міді під дією електричного поля. Наноструктури формуються шляхом анодного окислення міді в деіонізованій води. У залежності від різниці потенціалів між анодом й катодом, місця локалізації наночастинок у електричному полі та тривалості його впливу, утворюються одно-, дво - та тривимірні наноструктури. Прилад складається з двох електродів, розмщених у деіонізованій води. Електроди під'єднанні до зовнішнього джерела електроенергії. Під дією електричного поля мідь окислюється до іонної форми на аноді (Cu⁰ —> Cu²⁺ + 2e), а вода відновлюється на катоді (Н₂Про + 2e^- —> Н₂ + 2ОН ). Електричне поле прискорює вивільнення іонів міді з анода та одночасно посилює електрофоретичну силу, що спрямовує іони-до катода. Біля катода іони міді сполучаються з гідроксильними іонами, утворюючи наночастинки Сво, що осідають на SiO₂/Si субстраті та шляхом самоорганізації поступово заповнюють простір між двома електродами (2Cu²⁺ + 2ОН —> Cu₂ПРО^ + Н₂О) [55].

Як зазначено вище, фізико-хімічні, біологічні та фармакологічні властивості наночастинок залежать від їх розмірів. З цієї причини пошуки нових наносистем часто полягають у розробці методів отримання та стабілізації частинок певних розмірів. При цьому важливою колоїдно-хімічною властивістю розчінів нанометалів є агрегатна стійкість системи при високому ступені дисперсності фазі. Агрегатна стійкість колоїдних систем з наночастинками забезпечується адсорбційними кулями на поверхні наночастинок. Для створення потрібних адсорбційних шарів, що перешкоджають укрупненню частинок внаслідок їхнього злипання, у колоїдну систему вводитися певна кількість стабілізатора - поверхнево-активної речовини (ПАР) або полімеру. В якості стабілізаторів використовують органічні та неорганічні гелі, полімерні везикули, міцели ПАР та мікроемульсії [8].

Перспективним є застосування в якості стабілізатора ПВП. ІЧ-спектроскопія свідчить, що Cu²⁺ за донорно-акцепторним механізмом зв'язку язується з полярними групами кисню та нітрогену в молекулі ПВП. Після проходження електричного імпульсу Cu²⁺ відновлюється до Cu⁰ вже в полімері, перешкоджаючи агрегації наночастинок. Зв'язку пов'язані з полімером атоми міді автокаталізують подалі відновлення іонів міді, формуючи частинку розміром 30 нм, що містить близько 1000 атомів Cu⁰ [36].

Ще одним способом стабілізації наночастинок є функціоналізація - приєднання функціональних груп (залишків амінів, фосфінів, спиртів, тіолів та кислот), що взаємодіють з поверхневими атомами та попереджають ріст частинок і, як наслідок, їх осадження. Цей метод дозволяє стабілізувати наночастинки розміром менше 2 нм, контролюючи розмір частинок та звужуючи розподіл за розмірами в розчині. За допомогою функціоналізації наночастинок можна також змі-нювати оптичні, електромагнітні чи реакційні властивості наноструктур [34].

Отримані різними методами наночастинки міді підлягають подальшому дослідженню, метою якого є встановлення їх форми, однорідності та розподілу за розмірами. Чистота та автентичність нанорозчину визначається за допомогою рентгеноструктурного аналізу та УФ-оптичної спектроскопії. Трансмісійна електронна мікроскопія (ТИМ) та високороздільна ТИМ (HRTEM) дозволяють визначити розмір та форму, а фотон-кореляційна спектроскопія - середній розмір та розподіл за розмірами частинок [36].

Наномідь як антибактеріальний агент. Цікавий факт: мідь є одночасно необхідним для життєдіяльності мікроелементом та токсичним важким металом для багатьох живих клітин. З одного боці, мідь бере участь у перебігу багатьох важливих метаболічних процесів [43], а з іншого - проявляє значно бактеріостатичну та бактерицидну активність завдяки пошкодженню плазматичних мембран, нуклеїнових кислот та деструкції протеїнів [23, 33].

Механізм антибактеріальної дії міді заснований переважно на порушенні структури ДНК. Мідь селективно зв'язку язується з гуанозиновими залишками в молекулі та активує процеси вільнорадикального окиснення, внаслідок чого відбувається розрив одного або обох ланцюгів ДНК, а також модифікація основ, з утворенням 8-гідрокси-2'-диоксигуанозину та інших продуктів[25, 40, 53].

Наночастинки металів - перспективні претенденти на створення нового класу антибактеріальних препаратів. Однією з головних причин зміни фізико-хімічних та біологічних властивостей частинок із зменшенням їх розмірів є ріст відносної частки "поверхневих" атомів, а отже - збільшення поверхневої енергії. Наночастинки міді проявляють виражену біоактивність, у тому числі бактеріостатичну та бактерицидну дію. Препарати міді, введені в організм тварин у вигляді наночастинок, характеризуються пролонгованою дією та меншою токсичністю у порівнянні із солями. Антибактеріальна активність наночастинок міді коливається у широкому діапазоні концентрацій від 0, 001 мг/мл до 1 мг/мл Наномідь бактерицидно діє на поліантибіотикорезистентні клінічні штами золотистого стафілококу - одного з найбільш поширених збудників гнійно-запальних процесів у травматології та ортопедії [2, 3].

Механізм дії наночастинок міді на бактеріальну клітину достеменно не відомий та потребує подальшого вивчення. Встановлено, що після обробки клітин міддю відбувається витік з них іонів К⁺. Ці дані свідчать про порушення бар'єр єрних властивостей мембран при взаємодії з частинками міді. Можна припустити, що наночастинкам властива дія, подібна до дії солей міді. Але завдяки малим розмірам частинок, пов'язаність язаній з цим зміні властивостей та меншій токсичності, нанопрепарати міді є більш перспективними антибактеріальними медикаментами, порівняно із солями. На відміну від антибіотиків, наночастинки міді не викликають селекцію резистентних штамів мікроорганізмів, що дозволяє у подальшому рекомендувати наномідь при лікуванні гнійно-септичних захворювань, викликаних поліантибіотикорезистентними штамами золотистого стафілококу та іншими збудниками внутрішньолікарняних інфекцій [2].

Застосування наноміді у контрацепції. Одним з найбільш ефективних протизаплідних методів вважається використання внутрішньоматкових мідьвмісних спіралей (Cu-ВМЗ). Метод набув значного поширення завдяки високій контрацептивній ефективності. Точній протизаплідний механізм Cu-ВМЗ не відомий. Можливо, контрацептивна дія є результатом механічної стимуляції спіраллю та впливу йонів міді на середовище ендометрію. Також є дані щодо сперміцидного ефекту міді та інгібування імплантації ембріону після запліднення [56, 60]. У перші місяці використання Cu-ВМС спостерігаються характерні побічні реакції - маткові кровотечі та больовий синдром, що є причиною обмеження застосування цього методу контрацепції [49].

Стандартна Cu-ВМС складається з пластикової скобі та мідної дротини, що, внаслідок корозії під дією маткового середовища, вивільнює у маткову порожнину іони міді. Швидкість вивільнення іонів міді непостійна. Після декількох місяців знижується внаслідок утворення покриття з продуктів корозії навколо мідної дротини. Вважається, що побічні ефекти Cu-ВМС пов'язані з посиленим вивільненням іонів міді в перші місяці застосування спіралі. Також слід враховувати, що крім Cu²⁺ утворюються й інші продукти корозії, наприклад, CaCO₃, Ca₃(РО₄ )₂, Cu₂О, Cu(ОН)₂, які можуть спричиняти побічні ефекти, тоді як їх вне-сок у протизаплідну дію невідомий [20].

З метою нівелювання недоліків Cu-ВМС створені нанокомпозити "мідь/поліетилен низької густини" (нано-Cu/ПЕНГ). Спіралі з таких нанокомпозитів перешкоджають лавиноподібному вивільненню іонів міді в перші місяці застосування, що призводить до мінімізації побічних ефектів із збереженням високої протизаплідної ефективності. Механізми розвитку кровотеч та больового синдрому при застосуванні ВМС пов'язані з підвищенням рівнів простагландину PGE2 та тканинного активатора плазміногену (ТАП). Дослідження показали, що нано-Cu/ПЕНГ провокує менш значне підвищення рівнів PGE₂ та ТАП, ніж звичайна мідь, що використовується у Cu-ВМС. Отже, стандартні матеріали ВМС можуть бути в майбутньому замінені нано-Cu/ПЕНГ композитами, що мають менш виражену побічну дію та високу контрацептивну ефективність [46, 61].

Синтез та застосування складних наноструктур з міді. Свої сфери застосування на сьогодні знаходять мідні нанотрубки, наносфери, наностержні та нанокільця, методи синтезу яких стрімко розвиваються. У 2003 році Banerjee I. A. et al. методом біомінералізації синтезували мідні нанотрубки із використанням багатих на гістидин пептидних нанотрубок у якості темплатів. Попередньо створені пептидні нанотрубки малі високу спорідненість до атомів Cu, що сприяло утворенню на їх поверхні шару нанокристалів міді високої щільності. Діаметр нанокристалів складав 10-30 нм та змінювався у залежності від конформації пептидів. Нанотрубки міді використовуються як складова частина біосенсорів, що поєднує властивості наноелектричного компоненту (електричні властивості наноміді змінюються із зміною розміру кристалів) та біохімічного сенсора (конормація пептидних темплатів змінюється під дією біохімічних факторів) [19].

Chang et al. у 2004 році синтезували порожнисті Cu₂Про наносфери. Етапи синтезу включали: 1) формування CuO нанокристалів; 2) сферична агрегація кристалів; 3) відновлення CuO до Cu₂Про; 4) витримка наносфери та формування порожнин. Наносфери були сформовані без використання темплатів у твердому агрегатному стані. У експерименті розчин Cu(NO₃)₂ нагрівали в автоклаві 22-40 рік. при температури 140-150°C, а потім 8-42 рік. за температури 180°C. Із створенням агломератів великі нанокристали розташовуються ближче до поверхні, тоді як маленькі - ближче до центру агломерату. Менші кристали мають більшу поверхневу енергію та намагаються перейти в зовнішні шарі, формуючи порожнини, в результаті чого утворюються порожнисті наносфери [27].

Порожнисті наносфери, завдяки великій площі вільної поверхні та здатності включати в структуру порожнини ліганди, використовуються як транспортні структури для доставки лікарських речовин до клітин-мішеней (drug delivery) [58]. Також наносфери в сполученні із полімером, що підвищує в'їхав в'язкість розчину, можуть знайті застосування у фотоакустичній томографії як контрастні речовини для виявлення ушкоджених судин при діагностиці судинних патологій [47], а також у якості складової електрохімічного ДНК біосенсору для виявлення певних ділянок ДНК та мутованих генів, що є маркерами хвороб людини [30].

У 2004 році Zen et al. розробили вуглецевий електрод, вкритий наночастинками міді (Cu-SPE), що дозволяє визначати амінокислоти в фосфатному буферному розчині при рН 8. Головну роль у механізмі реакції відіграє зворотній комплекс 1:1 Сво/амінокислота, який реєструється за допомогою методу циклічної вольтаметрії. Наночастинки міді наноситься на поверхню електроду методом фотоелектрохімічного осадження [65].

Ще одним прикладом складних структур наноміді є однорідні та монодисперсні CuO наностержні, для синтезу яких застосовується метод дугового розряду SLPAD (solid-liquid phase arc discharge). У якості двох електродів використовують високоочищені мідні філаменти. Один з них занурюється у 0, 1М розчин NaNO₃. Кінець іншого електроду наводитися у короткочасний контакт з розчином, під час чого на електроди подається струм напругою 150 V. Між електродами виникає дуговий розряд, відбувається вивільнення теплової енергії, внаслідок чого з іншого електроду в розчин переходять молекули міді, що формують нанокластери. Останні швидко окислюються з утворенням колоїдного розчину CuO. Потім наночастинки CuO спонтанно утворюють анізотропні агрегати видовженої форми - наностержні. Цікаво, що утворення наностержнів проходити за відсутності лігандів та каталізаторів. Ці наноструктури утворюються завдяки механізму орієнтаційного приєднання, природа якого досі до кінця не з'єднання ясована. Можливі причини орієнтаційного приєднання - зіткнення вирівняних нанокристалів у розчині чи обертання невирівняних наночастинок до утворення конфігурації з мінімальною поверхневою енергією [44]. Для синтезу Cu₂Про та Cu наночастинок методом SLPAD до утвореного розчину CuO додається 0, 1М розчин аскорбінової кислоти чи 1М розчин гідразину гідрату відповідно. Колоїдний розчин витримують декілька діб, після чого утворюються преципітати з наноструктур [63].

У 2009 році Bayati M. et al. запропонували новий хімічний метод синтезу нанокілець міді на кремнієвому субстраті із використанням колоїдної літографії. Процедура синтезу включає декілька етапів. Спочатку на пласкому Si субстраті створюється періодична сітка темплатів-наносфери з полістиролу. Після висушування системи у проміжки між шаром полістиролу та субстратом капілярним методом подається розчин мідної солі. Надлишок солі видаляється, а зразок обробляється Nabh 4 з метою відновлення іонів міді в молекулярну форму. Завершальна стадія - видалення полістиролових темплатів за допомогою хлороформу [22].

Нанокільця та наностержні металів (золото, срібло, мідь, алюміній) знайшли застосування у поверхнево-підсиленій раманівській спектроскопії (ППРС) - ефективному методі хімічного аналізу, метою якого є встановлення складу та молекулярної структури досліджуваних об'єктів. Нанокільця та наностержні міді є перспективними наноструктурами, що можуть бути використані в ППРС для діагностики захворювань та патологічних станів організму [18, 42].

Наномідь: токсикологічний аспект. У найближчі роки прогнозується зростання впливу синтетичних наночастинок на біосферу Землі, завдяки збільшенню обсягів їх світового виробництва. З огляду на дану перспективу увагу вчених привернули аспекти безпеки наноматеріалів, їх впливу на навколишнє середовище та здоров'я людини. Надзвичайно важливими є проведення ґрунтовних, всебічних, постійних досліджень токсикологічних властивостей наноматеріалів та врахування отриманих даних для найбільш ефективного запобігання негативному впливу наночастинок на організм людини зокрема та біосферу загалом [21]. Токсикологічні властивості наночастинок залежать від безлічі факторів, серед яких розмір, форма, площина поверхні, маса, заряд, розчинність, чистота, фармакокінетичні параметри (шляхи надходження в організм, всмоктуваність, розподіл в органах і тканинах, закономірності екскреції) [29, 50].

Нанорозмірність може сприяти зростанню токсичності частинок внаслідок декількох причин:

• збільшення площі вільної поверхні, а отже - зростання швидкості розчинення та реакційної здатності;
• можливість перетинати клітинні та внутрішньоклітинні бар'єр кур'єри;
• здатність взаємодіяти з субклітинними структурами, зокрема з мікротрубочками та ДНК;
• спричинення виражених патологічних та фізіологічних відповідей організму - запалення, фіброзу, алергічних реакцій, генотоксичності та канцерогенності [37].

Вплив наноміді на здоров'я людини та навколишнє середовище достеменно не відомий, незважаючи на зростання темпів впровадження наноматеріалів міді в медицину. На сьогодні у цьому напрямі активно ведуться дослідження [38, 51]. У системному підході до вивчення токсикологічних властивостей наночастинок у нагоді стає нова дисципліна - метаболоміка. Об'єднання об'єктом цієї дисципліни є метаболом, або сукупність всіх метаболтв клітини, тканини, органа чи організму. Метаболоміка базується на інформації, отриманій за допомогою сучасних технологій та укомплектованій у відповідні бази даних. Для створення баз даних метаболоміки використовується велика кількість методів дослідження, серед яких - ядерна магнітна резонансна спектроскопія, рідинна хроматографія, мас-спектроскопія, капілярний електрофорез та інфрачервона спектроскопія. Одне із завдань метаболоміки - вивчення фізіологічних змін, спричинених дією на організм токсичних сполук, зокрема - наноматеріалів [45].

Наночастинки міді володіють більш високою токсичністю у порівнянні з мікрочастинками, здатні в незмінному вигляді проникати через біологічні бар'єр кур'єри, зокрема через гематоенцефалічний бар'єр єр - у центральну нервову систему, накопичуватись у різних органах і тканинах, викликаючи виражені патоморфологічні ураження внутрішніх органів, а також мають тривалий період напіввиведення [4]. При перорального введенні міді щурам були встановлені такі параметри ток-сикометрії: LD₅₀ для наночастинок міді - 413 мг/кг; LD₅₀ для іонів міді - 110 мг/ кг; LD₅₀ для мікрочастинок міді - 5000 мг/кг [4, 28].

Наночастинки міді розміром 33, 8±0, 3 нм володіють більшою токсичністю у порівнянні з мікрочастинками розміром 103, 0±2нм. Досліди на мишах, яким внутрішньоочеревинно вводили розчин наночастинок міді, показали, що спостерігається тісний взаємозв'зв'язок між розміром частинок та значенням показників токсичності - МПД (максимально переносима доза - максимальна доза, що не викликає загибель тварин) та ЛД5₀ (напівлетальна доза - доза, що викликає загибель 50% тварин). Отже, існує тенденція збільшення токсичності наночастинок міді зі зменшенням їх розмірів [3].

Токсичність наночастинок залежить не тільки від величини, але й від форми: частинки веретеноподібної форми викликають більш руйнівні ефекти в організмі, ніж подібні їм сферичні частинки. Органами-мішенями для наночастинок є легені, печінка, нирки, селезінка, головний мозок, шлунково-кишковий тракт. При дії наночастинок на організм людини можливий розвиток оксидативного стресу, хронічних обструктивних захворювань легень, злоякісних новоутворень (рак легень), нейродегенеративних захворювань, порушень зі сторони серцево-судинної системи, порушень структури геному клітини (дефекти реплікації ДНК) [4].

Не зважаючи на широкий спектр токсичної дії наноматеріалів, в тому числі і наноструктур з міді, нанотехнології продовжують розвиватись і удосконалюватись. Оптимізація технології отримання та стабілізації наноміді, зміна її фізико-хімічних властивостей - головна задача на шляху до зменшення токсичності перспективних мідних наноматеріалів.

Література

1. Використання біологічних активних препаратів на основі наночастинок металів в медицині і сільському господарстві / В. П. Арсентьєва, М. Н. Глущенко, Р. В. Павлов [та ін] // Тези конференції "Індустрія наносистем та наноматеріали: оцінка поточного стану і перспективи розвитку". -Москва, 2006. - 54 с.
2. Вивчення антибактеріальної дії наночастинок міді та заліза на клінічні штами Staphylococcus aureus / В. В. Бабушкіна, В. Б. Бородулін, Р. В. Коршунов [та ін] // Саратовський науково-медичний журнал. - 2010. - T. 6, № 1. - С. 11-14.
3. Вивчення безпеки введення наночастинок міді з різними фізико-хімічними характеристиками в організм тварин / О. А. Богословська, Е. А. Сизова, В. С. Полякова [та ін] // Вісник Оренбурзького державного університету. - 2009. - № 2. - С. 124-127.
4. Глушкова А. В. Нанотехнології і нанотоксикология - погляд на проблему / A. Ст. Глушкова // Токсикологічний вісник. - 2007. - № 6. - С. 4-8.
5. Єгорова Е. М. Бактерицидні та каталітичні властивості стабільних металевих наночастинок у зворотних мицеллах / Е. М. Єгорова, А. А. Ревіна, Т. Н. Ростовщикова // Вестн. моск. ун-та. Сер. 2. Хімія. - 2001. - T. 42, № 5. - С. 332-338.
6. Зотова Е. С. Дослідження будови і властивостей ультрадисперсних (нано-) порошків на основі міді, магнію і заліза, що володіють біологічною активністю: дисертація... кандидата технічних наук: 05.02.01 / Зотова Олена Сергіївна; [Місце захисту: Моск. держ. вечір. металург. ін-т]. - Москва, 2008. - 114 с. 7. Мартинова С. Н. Метаболічні ефекти міді та кобальту / С. Н. Мартинова, B. Н. Зовский // Експериментальна і клінічна медицина. - 2010. - № 2. - С. 42-49.
7. Мовчан Б. А. Електронно-променева нанотехнології та нові матеріали в медицині - перші кроки / Б. А. Мовчан // Вісник фармакології і фармації. - 2007. - № 12. - С. 5-13.
8. Мовчан Б. А. Електронно-променева гібридна нанотехнологія осадження неорганічних матеріалів у вакуумі / Б. А. Мовчан // Актуальні проблеми сучасного матеріалознавства. - Т. 1. - К.: Академперіодика, 2008. - С. 227-247.
9. Мосін О. В. Фізіологічний вплив наночастинок міді на організм людини / О. В. Мосін // NanoWeek. - 2008. - № 22.
10. Наукові основи наномедицини, нанофармакології та нанофармації / В. Ф. Москаленко, В. М. Лісовий, І. С. Чекман [та ін.] // Вісник Національного медич-ного університету ім. О. О. Богомольця. - 2009. - № 2. - С. 17-31.
11. Нанонаука і нанотехнології: технічний, медичний та соціальний аспекти / Б. Є. Патон, В. Ф. Москаленко, І. С. Чекман [та ін.] // Вісн. НАН України. -
12. 2009. - № 6. - С. 18-26.

13. Родимин Е. М. Металлоионотерапия. Лікування міддю, сріблом, золотом / Родимин Е. М. - М.: РІПОЛ класик, 2007. - 188 с.
14. Чекман І. С. Нанонаука: стан, перспективи досліджень та впровадження ре-зультатів у медичну практику / І. С. Чекман // Клінічна фармація. - 2009. - Т. 13, № 4. - С. 11-16.
15. Чекман І. С. Річард Фейнман: історичні етапи розвитку нанонауки і на-нотехнологій / І. С. Чекман // Мистецтво лікування. - 2009. - № 2. - С. 86-89.
16. Фармакологія. Рецептура. Практичні заняття : учеб. [для іноземним грома. студ.] / [Чекман В. С., Горчакова Н. А., Галенко-Ярошевської П. А. та ін]. - К: ТОВ "Рада", 2009. - 832 с.
17. Metal fume fever: a review of the literature and cases reported to the Louisiana Poison Control Center / S. A. Ahsan, M. Lackovic, A. Katner [et al.] // State La Med Soc. - 2009. - Vol. 161, № 6. - P. 348-351.
18. Banaee M. G. Gold nanorings as substrates for surface-enhanced Raman scattering / M. G. Banaee, K. B. Crozier // Opt. Lett. - 2010. - Vol. 35, № 5. -P. 760-762.
19. Banerjee I. A. Cu nanocrystal on growth peptide nanotubes by biomineralization: size control of Cu nanocrystals by tuning peptide conformation / I. A. Banerjee, L. Yu, H. Matsui // Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. - 2003. - Vol. 100, № 25. - P. 14678-14682.
20. Characterization of copper corrosion products originated in simulated uterine fluids and on packaged intrauterine devices / J. M. Bastidas, N. Mora, E. Cano [et al.] // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2001. - Vol. 12, № 5. - P. 391-397.
21. Ecotoxicity of engineered nanoparticles to aquatic invertebrates: a brief review and recommendations for future toxicity testing / A. Baun, N. B. Hartmann, K. Grieger [et al.] // Ecotoxicology. - 2008. - Vol. 17, № 5. - P. 387-395.
22. An approach to fabrication of metal nanoring arrays / M. Bayati, P. Patoka, M. Giersig [et al.] // Langmuir. - 2010. - Vol. 26, № 5. - P. 3549-3554.
23. Borkow G. Copper as a biocidal tool / G. Borkow, J. Gabbay // Curr. Med. Chem. - 2005. - Vol. 12, № 18. - P. 2163-2175.
24. Deactivation of human immunodeficiency virus type 1 in medium by copper oxide-containing filters / G. Borkow, H. H. Lara, C. Y. Covington [et al.] // Antimicrob. Agents Chemother. - 2008. - Vol. 52, № 2. - P. 518-525.
25. Borkow G. Copper, An Ancient Remedy Returning to Fight Microbial, Fungal and Viral Infections / G. Borkow, J. Gabbay // Curr. Chem. Товарbiol. - 2009. -Vol. 3. - P. 272-278.
26. A novel anti-influenza copper oxide containing respiratory face mask / G. Borkow, S. S. Zhou, T. Page [et al.] // PLoS One. - 2010. - Vol. 5, № 6. - P. e11295.
27. Chang Y. Formation of colloidal CuO nanocrystallites and their spherical aggregation and reductive transformation to hollow Cu2O nanospheres / Y. Chang, J. J. Teo, H. C. Zeng // Langmuir. - 2005. - Vol. 21, № 3. - P. 1074-1079.
28. Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo / Z. Chen, H. Meng, G. Xing [et al.] // Toxicology Letters. - 2006. - Vol. 163, № 2 - P. 109-120.
29. Clark K. A. Predictive models for nanotoxicology: Current challenges and future opportunities / K. A. Clark, R. H. White, E. K. Silbergeld // Regul. Toxicol. Pharmacol. - 2011. - Vol. 59, № 3. - P. 361-363.
30. Drummond T. G. Electrochemical DNA sensors / T. G. Drummond, M. G. Hill, J. K. Barton // Nature biotechnology. - 2003. - Vol. 21, № 10. - P. 1192-1199.
31. Is metal fume fever a determinant of welding related respiratory symptoms and/ or increased bronchial responsiveness? A longitudinal study / M. El-Zein, C. Infante-Rivard, J. L. Malo [et al.] // Occup. Environ. Med. - 2005. - Vol. 62, № 10. - P. 688-694.
32. Gdlvez N. Preparation of Cu and CuFe Prussian Blue derivative nanoparticles using the apoferritin cavity as nanoreactor / N. Gálvez, P. Sánchez, J. M. Domínguez-Vera // Dalton Trans. - 2005. - Vol. 7, № 15. - P. 2492-2494.
33. Three novel highly charged copper-based biocides: safety and efficacy against healthcare-associated organisms / V. A. Gant, M. W. Рен, M. S. Rollins [et al.] // J. Antimicrob. Chemother. - 2007. - Vol. 60, № 2. - P. 294-299.
34. Chemically induced permanent magnetism in Au, Ag, and Cu nanoparticles: localization of the magnetism by element selective techniques / J. S. Garitaonandia, M. Insausti, E. Goikolea [et al.] // Nano. Lett. - 2008. - Vol. 8, № 2. - P. 661-667.
35. Grass G. Metallic black as an antimicrobial surface / G. Grass, C. Rensing, M. Solioz // Appl. Environ. Microbiol. - 2011. - Vol. 77, № 5. - P. 1541-1547.
36. Haas I. Pulsed sonoelectrochemical synthesis of size-controlled copper nanoparticles stabilized by poly(N-vinylpyrrolidone) / I. Haas, S. Shanmugam, A. Gedanken // J. Phys. Chem. B. - 2006. - Vol. 110, № 34. - P. 16947-16952.
37. Nanotoxicology - A Pathologist's Perspective / A. F. Hubbs, R. R. Mercer, S. A. Benkovic [et al.] // Toxicol. Pathol. - 2011. - Vol. 39, № 2. - P. 301-324.
38. Kahru A. From ecotoxicology to nanoecotoxicology / A. Kahru, H. C. Dubourguier // Toxicology. - 2010. - Vol. 269, № 2-3. - P. 105-119.
39. Kapoor S. Photochemical formation of copper nanoparticles in poly(N-vinylpyrrolidone) / S. Kapoor, T. Mukherjee // Chem. Phys. Lett. - 2003. - Vol. 370. - P. 83-87.
40. Kawanishi S. Mechanism of guanine-specific DNA damage by oxidative stress and its role in carcinogenesis and aging / S. Kawanishi, Y. Hiraku, S. Oikawa // Mutat. Res. - 2001. - Vol. 488, № 1. - P. 65-76.
41. Kaye P. Metal fume fever: a case report and review of the literature / P. Kaye, H. Young, I. O Sullivan // Emerg. Med. J. - 2002. - Vol. 19, № 3. - P. 268-269.
42. Khan M. A. Metallic nanorods synthesis and application in surface enhanced Raman spectroscopy / M. A. Khan, T. P. Hogan, B. Shanker // JNST. - 2009. - Vol. 1, № 1. - P. 1-11.
43. Krupanidhi S. Copper & biological health / S. Krupanidhi, A. Sreekumar, C. B. Sanjeevi // Indian J Med. Res. - 2008. - Vol. 128, № 4. - P. 448-461.
44. Oriented attachment: an effective mechanism in the formation of anisotropic nanocrystals / E. J. Lee, C. Ribeiro, E. Longo [et al.] // J. Phys. Chem B. - 2005. - Vol. 109, № 44. - P. 20842-20846.
45. Integrated metabolomic analysis of the nano-sized copper particle-induced hepatotoxicity and nephrotoxicity in rats: a rapid in vivo screening method for nanotoxicity / R. Lei, C. Wu, B. Yang [et al.] // Toxicol. Appl. Pharmacol. - 2008. - Vol. 232, № 2. - P. 292-301.
46. The antifertility effectiveness of copper/low-density polyethylene nanocomposite and its influence on the ендометрію environment in rats / H. F. Liu, Z. Liu L., C. S. Xie [et al.] // Contraception. - 2007. - Vol. 75, № 2. - P. 157-161.
47. Lu W. Photoacoustic imaging of living mouse brain vasculature using hollow gold nanospheres / Lu W., Q. Huang, G. Ku // Biomaterials. - 2010. - Vol. 31, № 9. - P. 2617-2626.
48. Susceptibility of 169 USA300 methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolates to two copper-based biocides, CuAL42 and CuWB50 / V. A. Luna, T. J. Hall, D. S. King [et al.] // J. Antimicrob. Chemother. - 2010. - Vol. 65, № 5. - P. 939-941.
49. MacIsaac L. Intrauterine contraception: the pendulum swings back / L. MacIsaac, E. Espey // Obstet. Gynecol. Clin. North Am. - 2007. - Vol. 34, № 1. - P. 91-111.
50. Madl A. K. Health effects of inhaled and engineered incidental nanoparticles / A. K. Madl, K. E. Pinkerton // Crit. Rev. Toxicol. - 2009. - Vol. 39, № 8. - P. 629-658.
51. Contribution of nano-copper particles to in vivo liver dysfunction and cellular damage: Role of IkB(x/NF-kB, MAPKs and mitochondrial signal / P. Manna, M. Ghosh, J. Ghosh [et al.] // Nanotoxicology. - 2011. - Vol. 6. - P. 1-21.
52. Introduction to metallic nanoparticles / V. V. Mody, R. Siwale, A. Singh [et al.] // J. Pharm. Bioallied. Sci. - 2010. - Vol. 2, № 4. - P. 282-289.
53. Noblitt S. D. The role of metal ion binding in generating 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine from the nucleoside 2'-deoxyguanosine and the nucleotіde 2'-deoxyguanosine-5'-monophosphate / S. D. Noblitt, A. M. Huehls, D. L. Morris Jr. // J. Inorg. Biochem. - 2007. - Vol. 101, № 3. - P. 536-542.
54. Sonoelectrochemistry in aqueous electrolyte: A new type of sonoelectroreactor / J. Reisse, H. Francois, J. Vandercammen [et al.] // Electrochim. Acta. - 1994. -№ 39. - P. 37-39.
55. Electric field directed self-assembly of cuprous oxide nanostructures for photon sensing / S. Sahoo, S. Husale, B. Colwill [et al.] // ACS Nano. - 2009. - Vol. 3, № 12. - P. 3935-3944.
56. Spinnato J. A. 2nd. Mechanism of action of intrauterine contraceptive devices and its relation to informed consent / J. A. Spinnato 2nd // Am. J. Obstet. Gynecol. -1997. - Vol. 176, № 3. - P. 503-506.
57. Copper and human health: biochemistry, genetics, and strategies for modeling dose-response relationships / B. R. Stern, M. Solioz, D. Krewski [et al.] // J. Toxicol. Environ. Health B. Crit. Rev. - 2007. - Vol. 10, № 3. - P. 157-222.
58. An assessment of the effects of shell cross-linked nanoparticle size, core composition, and surface PEGylation on in vivo biodistribution / X. Sun, R. Rossin, J. L. Turner [et al.] // Biomacromolecules. - 2005. - Vol. 6, № 5. -P. 2541-2554.
59. Potential action of copper surfaces on methicillin-resistant Staphylococcus aureus / L. Weaver, J. O. Noyce, H. T. Michels [et al.] // J. Appl. Microbiol. - 2010. -Vol. 109, № 6. - P. 2200-2205.
60. Wildemeersch D. Frameless intrauterine devices: an update / D. Wildemeersch // Anatol. J. Obstet. Gynecol. - 2010. - Vol. 4, № 1. - P. 1-10.
61. Effects of the copper intrauterine device on the expression of cyclooxygenase-1 and -2 in the endometrium / Z. M. Xin, L. M. Cao, Q. Z. Xie [et al.] // Int. J. Gynaecol. Obstet. - 2009. - Vol. 105, № 2. - P. 166-168.
62. Yahaya M. T. Inactivation of poliovirus and bacteriophage MS-2 in copper, galvanized domestic and plastic water pipes / M. T. Yahaya, T. M. Straub, M. T. Yahaya // International Copper Research Association. Project 48. -2001.
63. Formation of uniform CuO nanorods by spontaneous aggregation: Selective synthesis of CuO, Cu₂O, and Cu nanoparticles by a solid-liquid phase arc discharge process / W. T. Yao, S. H. Yu, Y. Zhou [et al.] // J. Phys. Chem. B. - 2005. -Vol. 109, № 29. - P. 14011-14016.
64. Copper oxide nanocrystals / M. Yin, C. K. Wu, Y. Lou [et al.] // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - Vol. 127, № 26. - P. 9506-9511.
65. Amino acid analysis using disposable copper nanoparticle plated electrodes / J. M. Zen, C. T. Hsu, A. Senthil Kumar [et al.] // Analyst. - 2004. - Vol. 129, № 9. - P. 841-845.