Чистейшие наночастицы для прогрессивного метода лечения онкологических заболеваний — магнитной гипертермии, первыми в мире получила команда российских ученых, 1 августа сообщает пресс-служба Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ МИСиС).

Команда специалистов из МИСиС, Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» и Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова разработала уникальную технологию, позволившую получить идеальную кристаллическую структуру однородного фазового состава химически чистой поверхности и выполнила полное исследование магнитных свойств исходного макро образца.

Наночастицы были получены новым экономичным способом — разрушением исходного чистого порошка магнетита в вязкой жидкости при коллапсе кавитационных пузырьков на их поверхности.

Экспериментальная установка для получения наночастиц магнетита была разработана в НИТУ МИСиС и изготовлена полностью из отечественных компонентов.

Результаты исследования полученного материала были представлены в статье, опубликованной в журнале Ceramics International (Q1).

В случаях серьезных ограничений на хирургическое вмешательство и химиотерапию, например при лечении нейробластомы головного мозга, онкологи всё чаще для лечения онкозаболеваний обращаются к магнитной гипертермии. Метод заключается во введении инвазивным или неинвазивными методами в область раковой опухоли наноразмерных магнитных частиц.

Под воздействием переменного магнитного поля они нагревают окружающую область злокачественного новообразования до 40–44 °С, что приводит к некрозу (гибель клетки в результате аутолиза), апоптозу (запрограммированная клеточная смерть, в результате которой клетка распадается на отдельные апоптотические тельца) или повышенной восприимчивости к химио- и лучевой терапии.

Доступные наночастицы магнетита для гипертермии на рынке химпрепаратов для медицины в настоящее время производятся химическими методами или восстановлением из газовой фазы. При этом свойства полученного вещества могут быть неоднородными. Вещество может иметь поликристаллическую структуру и различные включения и фазы, что понижает намагниченность насыщения и, соответственно, ухудшает нагревательную способность.

Первый автор статьи к. т. н. Василий Баутин, доцент кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов НИТУ МИСИС рассказал о технологии получения идеальных наночастиц магнетита:

«Перспективный метод ультразвуковой механо-кавитационного разрушения позволяет получить однородные наночастицы магнетита с идеальной кристаллической структурой исходного макроскопического образца или порошка, с химически чистой поверхностью и высокой намагниченностью насыщения, равной 92 emu/g, что близко к теоретическому значению для чистого магнетита».

После введения в биологическую среду удельная мощность поглощения магнитных наночастиц обычно значительно снижается, становясь менее 200 Вт/г, из-за магнито-дипольного взаимодействия в ансамбле магнитных наночастиц, которые образуют плотные кластеры.

«Мы экспериментально доказали, если переменное магнитное поле направить вдоль оси ориентации кластера, величина удельной мощности увеличивается в четыре раза и достигает 600 Вт/г при относительно малых амплитудах и частоте переменного магнитного поля», — подчеркнул соавтор статьи Николай Усов, д. ф-м. н., в. н. с. кафедры металлургии стали, новых производственных технологий и защиты металлов НИТУ МИСиС и Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН.

Это открытие означает, что нужное терапевтическое воздействие можно получить, вводя меньшее количество наночастиц и осуществляя более мягкое воздействие переменного магнитного поля на организм пациента, то есть применение данных магнитных наночастиц обеспечит более безопасное и доступное лечение раковых опухолей.

Ректор НИТУ МИСиС Алевтина Черникова рассказала, что сотрудники университета уже на протяжении нескольких лет трудятся над созданием материалов для терапии различного рода болезней. У истоков исследований магнитных наночастиц для их применения в качестве перспективных средств диагностики и лечения онкозаболеваний стоит коллектив ученых под руководством к. х. н., завлабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ МИСиС Максима Абакумова.

«Логичным продолжением стала разработка уникальной технологии получения чистых наночастиц магнетита для перспективного метода лечения онкологических заболеваний. Проведение дальнейших исследований планируется совместно с научным дивизионом госкорпорации «Росатом“ — АО «Наука и инновации» и МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава РФ», — резюмировала ректор НИТУ МИСиС.