Для лечения рака предложили использовать магнитные наночастицы — Naked Science
Университет ИТМО

Для лечения рака предложили использовать магнитные наночастицы

5.1

Российские ученые из Университета ИТМО, МГУ и группы компаний AMT&C синтезировали наночастицы, содержащие цинк, марганец и железо. Потенциально их можно будет использовать в терапии онкологических заболеваний. Благодаря своим магнитным свойствам частицы могут выступать в качестве агентов локального разогрева раковой опухоли, вызывая тем самым ее деградацию, при этом почти не воздействуя на здоровые ткани.

Синтезированные наночастицы, содержащие цинк, марганец и железо / ©Пресс-служба университета ИТМО

Статья ученых опубликована в журнале Journal of Sol-Gel Science and Technology.

Одной из важнейших задач сегодняшней медицины является борьба с онкологическими заболеваниями. В настоящий момент врачи применяют несколько видов терапии, однако они зачастую влекут за собой те или иные побочные эффекты для здоровых тканей. Чаще всего терапия оказывает разрушительное воздействие не только на раковые клетки, но и на окружающие здоровые ткани или на весь организм в целом.

Перспективным методом с точки зрения снижения побочных эффектов является магнито-жидкостная гипертермия. Этот метод предполагает введение в опухоль геля/золя (жидкости с активным веществом), содержащего магнитные наночастицы, с последующим воздействием на них переменного магнитного поля. Это приводит к нагреву частиц и деградации новообразования в результате нагрева до определенной температуры. Однако большинство веществ, используемых для данной цели, токсично. Кроме того, частицы продолжают разогреваться до сравнительно высоких температур, что влечет за собой серьезные повреждения здоровых тканей.

Магистрант Университета ИТМО Василий Баланов / ©Пресс-служба Университета ИТМО

Решить эти проблемы могут особые наночастицы, способные менять свои магнитные свойства в зависимости от температуры. В физике существует такое понятие как температура Кюри – температура, при которой наблюдается резкий спад намагниченности.

«При достижении температуры Кюри ферромагнетик переходит в парамагнитное состояние (состояние с неупорядоченными магнитными моментами), соответственно частицы перестают быть восприимчивы к магнитному полю и дальнейший их нагрев прекращается, – рассказывает магистрант Университета ИТМО Василий Баланов, один из соавторов исследования.

– Когда же температура становится ниже температуры Кюри, то частицы возобновляют нагрев. Фактически мы наблюдаем самоконтроль температуры в узком диапазоне. Если подобрать состав, который испытывает такой переход при нужной нам температуре, то он мог бы быть эффективным для магнито-жидкостной гипертермии».

Эксперимент ученых / ©Пресс-служба Университета ИТМО

В качестве материала ученые выбрали ферриты – это соединения оксида железа (III) Fe2O3 с оксидами других металлов. Эти материалы широко применяют в компьютерной технике благодаря их свойствам, однако, как выяснилось, они могут иметь и медицинское назначение.

«Мы взяли частицы с общей формулой Zn(x)Mn(1-x)Fe2O4, где цинк и марганец подбираются в определенной пропорции, – поясняет Баланов. – Они не оказывают токсичного воздействия на организм, и при правильном соотношении марганца и цинка мы смогли добиться температуры Кюри в диапазоне 40–60 градусов Цельсия.  Эта температура позволяет получить нагрев в терапевтически значимом диапазоне температур +42-45 С, когда опухоль уже начинает деградировать, но при этом непродолжительный тепловой контакт относительно безвреден для здоровых тканей».

Сейчас ученые уже синтезировали наночастицы и исследовали их магнитные характеристики. Эксперименты подтвердили, что материал не разогревается под действием поля выше 45 градусов. На очереди – опыты с живыми клетками и, в случае успеха, с животными. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Университет ИТМО (Санкт-Петербург) — национальный исследовательский университет, ведущий вуз России в области информационных и фотонных технологий. Альма-матер победителей международных соревнований по программированию: ICPC (единственный в мире семикратный чемпион), Google Code Jam, Facebook Hacker Cup, Яндекс.Алгоритм, Russian Code Cup, Topcoder Open и др. Приоритетные направления: IT, фотоника, робототехника, квантовые коммуникации, трансляционная медицина, урбанистика, Art&Science, Science Communication.
Вчера, 14:06
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

Вчера, 15:26
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: