2020/07/28 21:06:25

Наночастицы в медицине


Содержание

2020

Магнитно-золотой наногибрид поможет в борьбе с раком

27 июля 2020 года стало известно, что коллектив ученых НИТУ «МИСиС» совместно с коллегами из России и Германии представил подробное исследование наночастиц-гибридов из магнетита и золота. В перспективе такие наночастицы могут помочь в тераностике – диагностике и последующей терапии онкозаболеваний.

Магнитно-золотой наногибрид поможет в борьбе с раком
«
Магнитно-резонансная томография – один из самых эффективных способов выявления онкозаболеваний на ранних стадиях. Для повышения ее точности в организм пациента может вводиться специальный контрастный агент с магнитными свойствами – при особом подборе параметров агент будет «подсвечивать» злокачественные клетки, – говорит Максим Абакумов, заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС», – Однако, кроме диагностики, магнитные материалы перспективны для использования при терапии онкозаболеваний. Под точечным воздействием высоких температур магнитные наночастицы могут нагреваться и разрушать оболочку раковых клеток.

»

Магнитно-золотой наногибрид поможет в борьбе с раком

Коллектив Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» уже несколько лет занимается разработкой магнитных наночастиц для тераностики (комбинации диагностики и терапии) на основе магнетита (Fe3O4). Недавно завершился очередной этап фундаментальных исследований – совместно с коллегами из МГУ им. Ломоносова, РХТУ им. Менделеева, Российского национального исследовательского медицинского университета и Университета Дуйсбург-Эссен (Германия) ученые изучили процесс формирования гибридных наночастиц магнетит-золото. Известно, что этот драгоценный металл хорошо воспринимается организмом; его роль – обеспечить биосовместимость димера (сложной структуры).

Ученые рассмотрели зарождение, рост и огранку магнетит-золотых наногибридов, взяв жидкие пробы из реакционной смеси в процессе синтеза. Для этого использовался рентгенофазовый анализ, просвечивающая электронная микроскопия, вибромагнетометрия.

Магнитно-золотой наногибрид поможет в борьбе с раком
«
Мы наблюдали два последовательных процесса во время образования магнетита. Во-первых, рост сферических наночастиц магнетита на первичных зародышах золота при температуре до 220 °С. Во-вторых, происходит постепенная огранка наночастиц оксида железа до восьмигранников на стадии кипения от 240 до 280 °С при постоянном объеме наночастиц, – комментирует участник исследования, доцент Университета Дуйсбург Эссен, Ульф Видвальд.
»

Это наиболее подробный анализ свойств получения димерных наночастиц с магнетитом из всех, когда-либо проводимых. Ученые отмечают, что полученные ими данные позволяют контролировать размер и форму наночастиц благодаря возможности управлять параметрами химической реакции. В перспективе это поможет масштабировать процесс производства тераностических наночастиц до серийного.

Форма наночастиц оксида железа влияет на их токсичность для печени

Как стало известно интернет-изданию Zdrav.Expert 25 июня 2020 года, ученые НИТУ «МИСиС», Балтийского федерального университета, РХТУ им. Менделеева и Чешской академии наук выяснили, что часто применяемые в биомедицине наночастицы оксида железа определенного размера и формы вызывают аутофагию и гибель клеток печени за счет разрушения мембран лизосом. Такие наночастицы в целом могут быть высокотоксичны для людей с заболеваниями печени. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале NanoConvergence.

Наночастицы оксида железа определенного размера и формы вызывают гибель клеток печени

Наночастицы оксида железа все чаще используются для адресной доставки лекарств при лечении онкологических заболеваний и в качестве контрастных агентов для магнитно-резонансной томографии при обследовании и визуализации заболеваний печени.

Первоначальные исследования цитотоксичности (вреда для клеток организма) таких наночастиц показывали, что они обладают высокой биосовместимостью и хорошо переносятся организмом. В результате, наночастицы оксида железа были одобрены для медицинского использования. Однако со временем в клинической практике появлялось все больше свидетельств отоксичности таких наночастиц. Их взаимодействие с различными видами клеток, в частности, гепатоцитами (клетками печени) остается малоизученным, значит, препараты на основе наночастиц могут быть опасными для здоровья пациентов.

Ученые международного научного коллектива из России и Чехии изучили влияние высоких концентраций кубических наночастиц оксида железа и их скоплений на клетки печени человека, поскольку именно такая форма частиц показывает превосходные результаты при МРТ-исследованиях. Исследователи экспериментально обнаружили, что жизнеспособность гепатоцитов, действительно, снижалась в зависимости от увеличения концентрации наночастиц-кубов в органе.

При использовании кубических наночастиц оксида железа необходимо соблюдать дозировку препаратов на их основе
«
«В данной работе мы демонстрируем, что воздействие нано-кубов и их кластеров приводит к цитотоксичности в различных опухолевых клеточных линиях печени. Механизм токсического эффекта связан с прогрессирующей проницаемостью мембран лизосом в гепатоцитах, что провоцирует процессы апоптоза и аутофагии – клеточной гибели», – рассказал один из соавторов исследования, заведующий лабораторией «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Максим Абакумов.
»

Как подчеркивают авторы исследования, гепатотоксичность – негативное воздействие веществ на клетки печени – является одной из наиболее распространенных причин изъятия лекарств с рынка, на которые приходится ~ 30% таких случаев. Ранее разработчики показали, что можно избежать захвата наночастиц клетками печени с помощью использования особых образований – нано-кластеров. Таким образом, при использовании кубических наночастиц оксида железа в медицинских целях необходимо точно соблюдать дозировку препаратов на их основе.

Найден способ получения биосовместимых золотых наночастиц для диагностики и терапии рака

26 мая 2020 года интернет-изданию Zdrav.Expert стало известно о том, что международная группа исследователей НИТУ «МИСиС» и Университета Клемсона (Clemson University, Клемсон, США) предложила собственный способ получения наночастиц золота, основанный на синтезе под воздействием ультрафиолета. Способ исключает использование агрессивных химических агентов, полученные наночастицы безопасны для организма и могут применяться для диагностики и терапии онкологических заболеваний. Результаты опубликованы в международном научном журнале Biomaterials Science. Подробнее здесь.

Новые технологии в здравоохранении