2. Проблематика
Адресная доставка лекарственных препаратов в клетки живого организма является
актуальной задачей современных биомедицинских технологий. При лечении тяжелых заболеваний,
и в особенности онкологических, важно чтобы сильнодействующее лекарство воздействовало
только на пораженные болезнью клетки и не затрагивало бы здоровые клетки живого организма.
Оптическая маркировка лекарственных препаратов является одним из наиболее распространенных
методов мониторинга эффективности их адресной доставки (выведения) в клетку (из клетки). В
настоящее время в качестве оптических маркеров широко используются флуоресцентные
индикаторы на основе органических красителей, которые фото и химически нестабильны. Решение
- флуоресцентные биосовместимые маркеры на основе наноалмаза и нанографита.
3. Суть Технологии
В рамках проекта предлагается использовать в различном сочетании люминесцирующие
наноалмазы и нанографиты, созданные методом химического осаждения из газовой фазы (CVD),
методом высокого давления- высокой температуры» (HPHT), химической эксфолиации и окисления,
излучающие в широком спектральном диапазоне 470-740 нм.
Предлагается альтернативный подход к разработке люминесцирующих наноалмазов для
применения их в качестве биомаркеров. Он основан на химическом осаждении алмаза из газовой фазы
(CVD метод) для прямого синтеза наноалмазов нужного размера и легирования НА кремнием с целью
формирования люминесцирующих SiV центров.
Предлагается использовать в качестве биомаркеров люминесцирующие наноалмазы и
нанографиты в различном сочетании охватывая широкий диапазон люминесценции 470-740 нм, что
значительно увеличивает селективность их обнаружения.
В настоящее время работы ведутся на базе лабораторий ИОФ РАН, где созданы лабораторные
установки для роста CVD–алмаза. В начале 2014 года планируется часть работ по проекту перенести в
Наноцентр «ТЕХНОСПАРК», создаваемый в г. Троицк. Там будет организована лаборатория и
приобретено необходимое оборудование.
4. Решение
Будет создан новый тип флуоресцентных биомаркеров для биомедицинских исследований,
диагностики и лечения онкологических заболеваний, применимых для визуализации клеточных и
молекулярных мишеней, адресной доставки веществ в клетки, фототермальной терапии и
оптической томографии. Ожидаемые характеристики продукции будут значительно превосходить
российские и зарубежные аналоги.
Ключевые цели проекта:
1. Разработка методов выращивания двумерных массивов изолированных алмазных
нанокристаллитов (АНК) размером 10-100 нм с использованием технологии осаждения алмаза из
газовой фазы (CVD технологии);
2. Разработка методов формирования люминесцирующих центров в АНК и исследование
люминесцентных свойств полученных образцов;
3. Получение функционализированных АНК для обеспечения доставки лекарственных
препаратов, клеточно-специфической интернализации и направленного действия;
4. Разработка методов обнаружения люминесцирующего наноалмаза в биологических
тканях различного происхождения.
Предполагается 2 основных направления коммерциализации проекта:
1. Продажа флуоросцентных алмазных биомаркеров для биомедицинских исследований;
2. Лицензия на производство и продажу биомаркеров для диагностики и лечения
онкозаболеваний.
5. Оценка рынка и
потенциала разработки
2 ВИДА ПРОДУКТОВ
Продукт 1 - Маркеры для биомедицинских исследований
Проблема и решение
• Существующие на рынке препараты обладают токсичностью
для
живых
систем;
коротким
временем
жизни;
фотонестабильностью, слабым и не равномерным свечением.
• Продукция проекта обладает всеми необходимыми
требованиями к флуоресцентным биомаркерам..
Разработки аналогичных продуктов
Флуоресцирующие наноалмазы (Тайвань), Алекса 546.
Оценка аналогичных продуктов
• Недостаток
HPHT
люминесцирующих
наноалмазов,
разрабатываемых в Тайване – малое содержание NV центров
(1-4) на одну 50-нм частицу;
• Недостаток органических красителей
(Алекса 546) –
быстрое (несколько часов) выцветание под действием
лазерного излучения.
Продукт 2 - Маркеры для диагностики и лечения онкозаболеваний
Проблема и решение
• Существующие на рынке препараты обладают повышенной
токсичностью;
имеют
сравнительно
неглубокое
проникновение; повышенную чувствительность кожи к
свету; необходимо
долгое пребывание пациента в
стационаре.
• Диагностика, осуществляемая с помощью биомаркеров на
основе НА и графитовых наночастиц, проходит с
минимальными последствиями для здоровья и самочувствия
пациента.
Аналоги на рынке:
Фоскан, Фотофрин, Фотолон, Фотосенс, Фотодиатизин.
7. Задачи проекта стадии
seed
1. Разработка метода эффективного формирования люминесцирующих центров «кремний-вакансия» (SiV)
при CVD синтезе алмазных нанокристаллов;
2. Получение HPHT наноалмазов с высоким содержанием люминесцирующих центров «азот-вакансия»
(NV) путем облучения их электронами и термического отжига;
3. Разработка методов создания пористой оболочки оксида кремния вокруг на АНК для увеличения их
лекарственной загрузки;
4. Разработка методов функционализации АНК полимерными материалами с целью повышения их
гидрофильности; разработка методов функционализации УКТ полимерными материалами с целью
увеличения квантового выхода их люминесценции;
5 .Тестирование лабораторных образцов биомаркеров с потенциальными заказчиками.
6. Разработка методов эффективного оптического мониторинга люминесцирующих УНМ в живых клетках.
8. План Действий
По завершению научно-исследовательских работ будут определены оптимальные параметры
синтеза, функционализации и характеризации полученных алмазных нанокристаллов (АНК).
Результатом проекта будет создание нового типа флуоресцентных биомаркеров для визуализации
клеточных и молекулярных мишеней, адресной доставки веществ в клетки, и оптической томографии,
применяемых в биомедицинских исследованиях, диагностике и лечении онкологических заболеваний.
Ожидаемые характеристики продукции будут значительно превосходить российские и зарубежные
аналоги.
Планируемые задачи для коммерциализации продукта:
1. Будут проведены доклинические и клинические испытания;
2. Поставка опытных партий потенциальным заказчикам для совместных испытаний и
доработки;
3. Сертификация продукции;
4. Оформление патента на "Способ формирования люминесцирующих наноалмазов для их
использования в качестве биомаркеров».
9. Бизнес-Модель
Предполагается 2 основных направления коммерциализации проекта:
a. Продажа флуоресцентных алмазных биомаркеров для биомедицинских исследований.
Преимуществом данного направления является отсутствие необходимости в клинических
исследованиях и возможность самостоятельного вывода конечного продукта на рынок в кратчайшие
сроки. Начать продажу алмазных биомаркеров для биомедицинских исследований планируется в 4
квартале 2013 года.
b. Лицензия на производство и продажу биомаркеров для диагностики и лечения онкозаболеваний.
Для начала использования НА в целях диагностики и лечения онкозаболеваний необходимо провести
дорогостоящие клинические испытания. Стандартной схемой на международном рынке медицинских
препаратов является вывод новых марок существующими крупными игроками, приобретающими
соответствующие лицензии у разработчиков. Продажа лицензии на производство и продажу
биомаркеров для лечения и диагностики онкозаболеваний планируется во 2-4 квартале 2014 года.
10. История проекта
Общество с ограниченной ответственностью «Адамарк» создано в 2012 году в соответствии с 217
ФЗ путем объединения компетенций двух команд:
а) Научные компетенции команды Института Общей Физики им. А.М. Прохорова (ИОФ РАН);
б) Бизнес компетенции Некоммерческого партнерства «ЦТТ РАН и РОСНАНО».
ИОФ РАН ведет разработки в области технологий CVD алмаза с 1988 года. Им были опубликованы
в ведущих российских и зарубежных изданиях более 200 статей по плазмохимическому росту алмаза.
В 2005 году в ИОФ РАН освоен синтез ультрананокристаллических CVD алмазных пленок с
характерным размером зерна 5 нм.
Накоплен большой опыт в исследовании фотолюминесцентных свойств в алмазах различного
происхождения.
Существующие патенты:
Российские патенты
В настоящее время технология защищена ноу-хау «Способ плазмохимического синтеза наночастиц
и пленок алмаза с люминесцирующими центрами «кремний-вакансия».
Планируемые патенты:
• Российский патент и PCT заявка:
Способ формирования люминесцирующих CVD наноалмазов для их использования в качестве
биомаркеров.
11. Команда
Краткое резюме ключевых членов команды
Проекта
Руководитель проекта:
научно-консультационного центра экспертизы. Руководство
Власов Игорь Иванович
Генеральный директор
Частичная занятость
Научный эксперт РосНано, научный эксперт
Республиканского исследовательского
Ральченко Виктор Григорьевич
Директор по науке
Руководитель исследованиями по синтезу CVD
наноалмазов.
Частичная занятость
Лощенов Виктор Борисович
Научный специалист.
Руководитель исследованиями по функционализации
алмазных НК.
Наука и технологии.
Частичная занятость.
Егорова Татьяна Михайловна
Менеджер по развитию.
Инвестиционный аналитик НЦ «ТЕХНОСПАРК».
Сфера деятельности: помощь в запуске инновационных
проектов; привлечение финансирования в проекты;
проектами, контрактами, в том числе международными
(более 10).
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН.
Старший научный сотрудник лаборатории алмазных
материалов.
Многолетний опыт по синтезу, лазерной, плазменной и
химической модификации поверхности алмаза,
исследованию его оптических свойств
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН,
заведующий Лабораторией алмазных материалов.
Лазерная физика в приложении к биомедицинским
исследованиям. Более 10 методик диагностики и лечения
внедрены в клиническую практику. Более 200 приборов
работают в клиниках мира.
ИОФ им. А.М. Прохорова, зав. лаб., ЗАО «БИОСПЕК» генеральный директор.
участие в разработке стратегии развития компании.
12. Нужды проекта
Финансовая помощь:
На реализацию и полного выхода продукта на мировой рынок, потребность в
финансировании проекта составляет 15 млн. руб, в том числе из средств Фонда
«Сколково» - 5 млн. руб.
Необходима помощь в:
1. Поиске партнеров для совместных исследований областей применения алмазных
наночастиц;
2. Поиске потенциальных заказчиков алмазных наночастиц, как в области биомедицины,
так и в области промышленных применений.