Разработан масштабируемый метод получения наночастиц на основе магнетита для биомедицины

Источник изображения: НИТУ МИСИС

Ученые Университета МИСИС предложили новый способ получения наночастиц магнетита, которые в перспективе могут применяться в качестве агентов для онкологической гипертермии и контрастных агентов для МРТ. В отличие от традиционного химического метода, двухстадийный подход легко масштабируется и может использоваться в медицинской промышленности для получения крупных партий материала.

Наночастицы магнетита обладают большим потенциалом для применения в биомедицине благодаря уникальному сочетанию свойств и превосходной биосовместимости. Магнитная гипертермия — это метод лечения онкологических заболеваний, который может использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с химиотерапией или радиотерапией. Наночастицы вводятся в кровоток или непосредственно в опухоль, затем под действием внешнего переменного поля они разогреваются. Целевым температурным диапазоном в онкологической гипертермии считается 40–45°С, поскольку в таких условиях раковые клетки начинают погибать, но здоровые продолжают функционировать. Этот эффект может использоваться для высвобождения препарата при адресной доставке лекарств. Чтобы не допустить перегрев здоровых тканей, ученым еще предстоит детально исследовать свойства материала.

«Новый двухстадийный метод перспективен для промышленного производства, так как позволяет синтезировать больше наночастиц магнетита для биомедицинских применений. Чтобы передовые технологии онкотерапии скорее добрались до пациентов, мы готовы активно взаимодействовать с профильными организациями и проводить необходимые исследования. Но, прежде всего, требуется четкая нормативная база, регулирующая внедрение наночастиц в медицинскую практику», — сказал к.т.н. Игорь Щетинин, заведующий лабораторией «Многофункциональные магнитные наноматериалы» НИТУ МИСИС.

Существуют химические методы синтеза наночастиц магнетита, но они имеют недостатки, ограничивающие их практическое применение в медицине: низкий выход продукции и трудности с масштабированием. Исследователи Университета МИСИС предложили более перспективный механохимический синтез, который позволяет одновременно проводить легирование переходными металлами в широком диапазоне концентраций для достижения необходимого уровня магнитных свойств. Чтобы предотвратить слипание частиц на втором этапе проводится тонкое измельчение с поверхностно активными добавками.

С помощью уникальной научной установки класса мегасайенс в НИЦ «Курчатовский институт» ученые исследовали влияние легирования кобальтом на формирование функциональных свойств у полученных наночастиц.

«Благодаря методу нейтронной дифракции мы установили точное распределение положительно заряженных ионов в кобальтовых ферритах, которое задает магнитное поведение материалов и их уровень функциональных свойств, необходимый для использования в биомедицине», — сказала к.ф.-м.н. Полина Борисова, начальник отдела нейтронных экспериментальных станций Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований, НИЦ “Курчатовский институт”.

Подробности исследования описаны в журналах Inorganic Chemistry Communications (Q1),  Crystals (Q2) и «Российские нанотехнологии». Финансирование проекта осуществляется Российским научным фондом (проект № 23-73-00114).