Эти наночастицы, состоящие из оксида железа и усиленные кобальтом (процесс, называемый легированием для изменения свойств материала), демонстрируют исключительную эффективность нагрева под воздействием переменного магнитного поля.
Когда эти частицы накапливаются в раковой ткани после внутривенного введения, они могут быстро повысить температуру, что ослабляет или разрушает раковые клетки.
Исследование мышиной модели, опубликованное в журнале Advanced Functional Materials, является частью продолжающегося исследования в области наномедицины, проводимого учеными Фармацевтического колледжа ОГУ.
Наночастицы — это вещества размером всего одну миллиардную метра, обладающие особыми свойствами благодаря небольшому размеру и высокому соотношению площади поверхности к объему.
По словам ученых, магнитные наночастицы уже много лет демонстрируют противораковый потенциал, но в настоящее время магнитную гипертермию обычно можно использовать только у пациентов, к опухолям которых можно получить доступ через иглу для подкожных инъекций, то есть если частицы можно вводить непосредственно в рак.
"В настоящее время терапевтические температуры, необходимые для магнитных наночастиц (выше 44 градусов Цельсия), могут быть достигнуты только путем прямого введения", - рассказал профессор фармации Олег Таратула. «И эффективность нагрева этих наночастиц лишь умеренная, а это означает, что вам необходимо поддерживать более высокую концентрацию наночастиц в опухоли (выше, чем обычно достигается при системном введении), чтобы генерировать достаточно тепла».
Таратула и его коллеги из Университета штата Орегон, Университета здравоохранения и науки штата Орегон и Индийского технологического института Манди использовали новый метод термического разложения, который они назвали двухэтапным процессом посева и выращивания, для создания наночастиц оксида железа, легированного кобальтом, в форме кубической бипирамиды. Их статья является первым сообщением о таких наночастицах определенной формы.
«Эти наночастицы демонстрируют удивительную способность быстро нагреваться, достигая 3,73 градуса Цельсия в секунду под действием переменного магнитного поля», — сказал Прем Сингх, постдокторант из Фармацевтической школы. «Это вдвое превышает тепловые характеристики наших ранее опубликованных наночастиц оксида железа, легированного кобальтом».
Это означает, что пациентки с раком яичников могут получить внутривенную инъекцию, и их опухоли перестанут расти после 30-минутного неинвазивного лечения магнитным полем. Исследователи отметили, что кратковременное лечение может улучшить комфорт пациента и соблюдение режима лечения.
Пептиды, нацеленные на рак, помогают наночастицам накапливаться в опухолях, а поскольку эффективность нагрева частиц настолько высока, необходимая концентрация наночастиц может быть достигнута без высоких доз, что ограничивает токсичность и побочные эффекты.
Елена Таратула, доцент кафедры фармации Университета штата Орегон, сказала: «Впервые было показано, что системно вводимые наночастицы нагревают опухоли до температуры более 50°C, что значительно превышает терапевтический порог в 44°C для эффективного лечения в клинически значимых дозах. Теперь магнитная гипертермия имеет очень широкий спектр применения и может быть распространена на различные труднодоступные опухоли, что делает лечение более гибким и обширным».
Составлено из /ScitechDaily