Форум IPhEB - Панарин Е.Ф., директор Института высокомолекулярных соединений РАН

ИНСТИТУТВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ РАН

Подготовка кадров для биотехнологии ифармацевтики на базе ИВС РАН и кафедры

медицинской биотехнологии СПбГПУ

Панарин Евгений Федорович

Институт высокомолекулярных соединенийРоссийской академии наук

Санкт‐Петербург2011

1



Факультет медицинской физикии биоинженерии СПбГПУ

Кафедра цитологии клеткиЗав. каф.: акад. РАН,Никольский Н.Н.

Кафедра медицинских технологийЗав. каф. : проф.,д.м.н. Тюрина Т.Б.

Кафедра медицинской биотехнологииЗав. каф.:член.-корр. РАН,

проф. Панарин Е.Ф.

Кафедра физико-химических основмедицины

Зав. каф.: член.-корр. РАМН, проф. Самойлов В.О.

Декан: член.-корр. РАМН,проф. Самойлов В.О.



• Бакалавриат по направлению140400 «Техническая физика»(срок обучения – 4 года).

• Магистратура по направлению140400.68.17 «Физико‐химическиеосновы создания новыхполимерных материалов итехнологий в медицине ибиотехнологии» (срок обучения – 2 года).

• Краткая аннотация магистерскойпрограммы 140400.68.17 «Физико‐химические основы созданияновых материалови технологий в медицине ибиотехнологии»

• Основы химии высокомолекулярныхсоединений. Медицинскоематериаловедение. Природные исинтетические материалы длямедицины и биотехнологии. Теоретические и прикладныепроблемы получения полимерныхбиомедицинских материалов. Химические и физические основысоздания биосовместимых материалов. Физическая химия разделительныхпроцессов, применяемых вбиотехнологии и медицине. Особенности культивированиямикророрганизмов, животных ирастительных клеток. Иммобилизованные системы вбиотехнологии и медицине. Физико‐химические основы технологийполучения аминокислот, антибиотиков, ферментов, вакцин, диагностическихпрепаратов. Физические методыисследования биотехнологическихпродуктов.



УЧЕБНЫЕ КУРСЫ• ‐ Химия высокомолекулярных соединений;• ‐ Введение в медицинские полимеры и

материалы;• ‐ Введение в физику лекарственных

полимеров;• ‐ Физические методы исследования

лекарственных веществ;• ‐ Фракционирование биологически

активных веществ;• ‐ Медицинская биотехнология;• ‐ Модификация физиологически активных

полимеров и создание на их основелекарственных средств и изделиймедицинского назначения;

• ‐ Медицинское материаловедение;• ‐ Культивирование микроорганизмов.

УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ• 1. Паутов В. Д. Прикладная физика.

Гидродинамические и оптические методыисследования лекарственных веществ. Учебноепособие. СПб.: Издательство Политехническогоуниверситета. 2006. 99 с.

• 2. Паутов В. Д. Прикладная физика. Спектроскопические методы исследованиялекарственных веществ. Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета. 2006. 127 с.

• 3. Панарин Е.Ф. Полимеры в медицине и фармации. Учебное пособие. СПб.: ИздательствоПолитехнического университета, 2008. 192 с.

• 4. Писарев О. А., Полякова И.В. «• Фракционирование биологически активных веществ.

Часть 1: Аналитические методы.Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2009. 95 с.

• 5. Панарин Е.Ф. Химия высокомолекулярныхсоединений. Учебное пособие. СПб.: ИздательствоПолитехнического университета, 2010. 203 с.

• 6.Ганин П.Г, Писарев О. А. Физико-химическиеосновы культивирования микроорганизмов ивыделения целевых продуктов биосинтеза. Издательство Политехническогоуниверситета.2010.140c.

• 7. Писарев О.А, Полякова И.В. Фракционированиебиологически активных веществ. Часть 2: Препаративные методы. Учебное пособие. СПб.: Издательство Политехнического университета, 2011. 180с.

• 8.Соловский. М.В. Физиологически активныеполимеры. Учебное пособие. СПб.: ИздательствоПолитехнического университета, 2011. 110с.



НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БАЗОВОЙ КАФЕДРЫМЕДИЦИНСКОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

• ‐синтез и физико‐химическое изучение гидрофильных функциональныхполимеров как носителей биологически активных веществ;

• ‐модификация биологически активных веществ и установление соотношенияструктура ‐ активность (антибиотики, ферменты, стероидные иполипептидные гормоны, анионные и катионные ПАВ, биогенные элементы);

• ‐установление связи между составом, структурой, физико‐химическимисвойствами и активностью полимерных биологически активных веществ намолекулярно‐клеточном и физиологических уровнях;

• ‐наноструктурированные полимерные системы и материалы медицинскогоназначения на их основе с полифункциональной биологической активностью;

• ‐изучение динамики структурных превращений многокомпонентныхбиологически активных систем в растворах физическими методами;

• ‐разработка на основе синтетических и природных полимеров новыхбиотехнологических сорбентов, биомедицинских материалов и систем сполифункциональной биологической активностью;

• ‐изучение равновесия, кинетики и динамики межмолекулярноговзаимодействия сшитых и растворимых гидрофильных полимеров сбиологически активными веществами;

• ‐разработка биотехнологических процессов получения высокоочищенныхсубстанций лекарственных веществ, диагностических тест‐систем, а такжеаналитических методов контроля их качества.



Способы изменения фармакокинетикии стабильности биологически

активных веществ

МикрокапсулированиеНанокапсулированиеНаноструктурирование



НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЕБИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

НАНОДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ БИОГЕННЫХЭЛЕМЕНТОВ, СТАБИЛИЗИРОВАННЫХВОДОРАСТВОРИМЫМИ ПОЛИМЕРАМИ

Ag0 – ПВП, Ag0 – ПВФ

7



СИНТЕЗ НАНОКОМПЛЕКСОВ

H2SeO3+2С6Н8О6 → Se0+3H2O+ 2 С6Н6О6

e

e

e

e

Se eee

e

ee

e

ee

Se eee

e

ee

e

ee

Se eee

e

ee

e

ee

H2SeO3+

Аскорбиновая к-та e

α-Химотрипсин

m(Se0)

m(ХТ)ν =



Наноструктурирование белков на примере гемоглобина

Модель струк туры полигемогло бина

Модель структуры полигемоглобина9



Атомно-силовые микрофотографиинаноструктурированного гемоглобина

10



Синтез молекулярно импринтированных полимеров (МИПов)

образованиепредполимеризационногокомплекса

молекула - шаблонфункциональныемономеры

Полимеризация

Удаление молекулярногошаблона из полимернойматрицы

+

Полимер, содержащиймолекулярный«отпечаток»

Целевая молекула



Извлечение (%) мочевой кислоты и других компонентовсыворотки крови на контрольном (КП) и молекулярно

импринтированном (МК‐МИП‐16) полимерах .

0

10

20

30

40

50

60

Мочеваякислота

Общий белок Альбумин Глюкоза Холестерин Креатинин Мочевина

МК-МИП-7-16КП



ФЛОКУЛЯЦИЯ ПРИМЕСНЫХ БЕЛКОВ В НАТИВНОМ РАСТВОРЕПРОТИВООПУХОЛЕВОГО АНТИБИОТИКА РУБОМИЦИНА

Pубомицин, полученныйэкстракционным методом

Рубомицин, полученныйс использованиемфлокуляции иселективной сорбции

Исходный нативныйраствор

Health & Medicine

Форум IPhEB - Панарин Е.Ф., директор Института высокомолекулярных соединений РАН