Workshop on nanosafety for students-participants of the annual summer school for speciality «Biomedical Engineering» of Ukrainian universities (Odesa).
Nanotechnology for Green Innovation: Nanomedicine and Nanoinformatics
Duration of the event — 4 h.
Нанотехнології для зелених інновацій: наномедицина та наноінформатика
Тривалість заходу — 4 год.
| Agenda (Зміст) |
| 1. Концептуалізація інструментів прийняття рішень у системі управління ризиками для нових технологій — випадок наноматеріалів |
| Управління ризиками (RG) використання наноматеріалів (NM) було в авангарді ширших викликів управління навколо нових технологій. У багатьох відношеннях це класичний випадок, оскільки ми маємо технологію з величезною економічною цінністю та наукову сферу, повну наукової невизначеності. Однією з головних цілей фінансованих досліджень у сфері нанотехнологій була розробка інструментів, які допомагали б зацікавленим сторонам приймати рішення в рамках ширшої системи управління. |
| Мета цієї лекції полягає в тому, щоб забезпечити більш повне та детальне розуміння інструментів прийняття рішень щодо застосування наноматеріалів та нанотехнологій з міждисциплінарної точки зору. |
| Наноматеріали (НМ) мають унікальні фізико-хімічні характеристики, включаючи надмалий розмір, велике співвідношення площі поверхні до маси та високу реакційну здатність. Наномедицина — це застосування нанотехнологій у медицині для вдосконалення діагностичних, профілактичних і терапевтичних стратегій. Потужні антиоксидантні властивості деяких НМ відкривають двері для розробки нових методів лікування з посиленою цілеспрямованою дією. Однак окислювальний стрес є основним несприятливим ефектом НМ оксидів металів, таких як оксид нікелю, оксид цинку та діоксид титану. Таким чином, НМ мають подвійний вплив на клітинний окисно-відновний гемостаз. Останнім часом багато дослідників зосередилися на питаннях екології та безпеки синтетичних НМ, щоб зменшити ризик їх токсичності. |
| 2. Методи оцінки токсичності розроблених наноматеріалів для біомедичних застосувань |
| Понад 500 років тому Парацельс сказав: «Що є не отрута? Усе є отрутою, і ніщо не буває без отрути. Лише доза визначає, що речовина не є отрутою», який фактично вважається батьком токсикології, і це дійсно ключове значення сьогодні, а також сучасні знання про важливість дози сполуки для створення токсичного ефекту. Знання про токсичність розроблених наноматеріалів насправді обмежені, і їх потенційні негативні наслідки не слід ігнорувати. Зокрема, важливо зрозуміти динаміку та механізм нанотоксичності. Токсичність сконструйованих наноматеріалів виникає головним чином через їх здатність виробляти активні форми кисню, їх легкість поглинання та розподілу в різних тканинах, а також їхню кінетику виведення з організму людини. Тому механізми токсичності слід перевіряти в модельних біологічних системах, зосереджуючи увагу на таких властивостях, як розмір, форма, модифікація поверхні, склад і агрегація. Тут ми розглядаємо основи нанотоксичності, методи оцінки токсичності сконструйованих наноматеріалів, підходи до зниження токсичності під час синтезу та перспективи сконструйованих наноматеріалів у наномедицині. |
| 3. Наноінформатика та біомолекулярне наномоделювання: новий крок на шляху ефективного лікування раку |
| Розширення ролі наноінформатики в розробці та з’ясуванні наночастинок для ефективного лікування раку зробило цю сферу захоплюючою для дослідників, надихнувши їх на підвищення якості та ефективності існуючих протипухлинних ліків. Теоретичне та обчислювальне моделювання розглядається як передове рішення для проблем, пов’язаних із хімією поверхні, оптимізованою геометрією чи іншими властивостями при проектуванні наночастинок і доставці ліків. Даний матеріал має на меті ознайомити з науковою історією інкубації інструментів і методів in silico у нанотехнологіях для розробки кращих протипухлинних наноліків. |
| 4. Потенціал штучного інтелекту та машинного навчання для вдосконалення галузей нанотоксикології та наномедицини |
| Штучний інтелект прогресує, і він забезпечив значні підходи до вдосконалення процесу відкриття та розробки ліків. Дослідження в галузі системної біології та біоінформатики зосереджені на оцінці несприятливого впливу хімічних речовин. Використовуючи біоінформаційні інструменти та моделювання, ми можемо передбачити або пояснити несприятливі ефекти, пов’язані з будь-якою хімічною речовиною. У цьому розділі ми коротко пояснюємо недоліки хімічних речовин щодо (безпеки) споживачів, чому наразі нам потрібні підходи з області моделювання, щоб зрозуміти, що нові хімічні речовини, що надходять на ринок, можуть спричинити несприятливий ефект. |
| 5. Європейський реєстр матеріалів: глобальні унікальні ідентифікатори (невідомих) наноматеріалів. (European Registry of Materials: global, unique identifiers for (undisclosed) nanomaterials) |
| Управління наноматеріалами та даними про нанобезпеку має здійснюватися відповідно до принципів FAIR (можливість пошуку, доступності, сумісності та повторного використання), і для цього потрібен унікальний глобальний ідентифікатор для кожного наноматеріалу. Існуючі ідентифікатори не завжди можуть бути застосовними або достатніми для остаточної ідентифікації конкретного наноматеріалу, який використовується в конкретному дослідженні, що призводить до використання текстових описів у комунікації та звітності про дослідницький проект. Щоб гарантувати, що внутрішня проектна документація пізніше може бути пов’язана з публічно оприлюдненими даними та знаннями щодо конкретних наноматеріалів або навіть із конкретними партіями та варіантами наноматеріалів, які використовуються в цьому проекті, пропонується новий ідентифікатор: ідентифікатор Європейського реєстру матеріалів. Тут ми описуємо передумови створення цього нового ідентифікатора, включаючи взаємодію FAIR, як це визначено FAIRSharing, identifiers.org, Bioregistry та онтологію CHEMINF, і показуємо, як він доповнює інші ідентифікатори, такі як номери CAS, і поточні спроби поширити ідентифікатор InChI на покриття наноматеріалів. Ми надаємо приклади його використання в різних проектах з нанобезпеки, що фінансуються H2020. |
| Training material package |
| Feedback questionnaire |
| Photo |