Сегодняшняя тема- это магнитные частицы для биомагнитного применения. Наночастицы, нанотехнологии – все это было на слуху 10-15 лет назад.
Сам термин «нанотехнология» был введен в 1974 году. Нанотехнология – это работа с отдельными атомами и молекулами. Это то, чего не видит наш глаз. Но это стало возможно в 1981 году, когда был создан первый сканирующий микроскоп. И человек смог увидеть картинку с разрешением вплоть до одного атома. Сейчас, кончено, такие микроскопы совершенствуются, и вы можете получить фотографию атома с превосходным разрешением.
Нанометр – это десять в минус девятой степени метра. Это очень небольшая величина. Для сравнения, если бы мы положили, что теннисный мячик – это нанометр, то к метру он относится, как теннисный мячик к земле. То есть в масштабе реального мира это очень маленькие объекты, и мы их физически не можем увидеть. И с одной стороны, это вызывает некоторые трудности в их изучении, но с другой стороны – это открывает новые горизонты в их использовании. Например, в нанотехнологиях, в квантовых компьютерах.
В то же время, самое значимое – это область биомедицины. Нанотехнологии могут помочь при лечении онкологических заболеваний.
Когда мы переходим к нано размерам, то вещества могут значительно менять свои свойства. Например, наночастицы кадмия. В зависимости от размера, он может менять цвет раствора. Это говорит о том, что даже небольшое изменение размера частицы может привести к кардинальным изменениям ее свойств.
Наночастицы могут отличаться как по размерам, так и по характеру вещества, из которого они сделаны. Своего рода отдельным классом стоят магнитные наночастицы. Они обладают рядом преимуществ для использования в медицине.
Сначала ученые учились синтезировать и получать наночастицы, сейчас же ученые переходят на более практический уровень – они смотрят, как эти наночастицы взаимодействуют с клетками, с биологическими объектами. Естественно, о применении непосредственно на человеке говорить рано, потому что любое исследование должно пройти несколько стадий: доклиническое и клиническое. Порой, это занимает несколько десятков лет. Но, тем не менее, ученые на пути к тому, чтобы свои разработки донести до потенциального потребителя.
Если посмотреть на те области наук, которые занимаются изучением наночастиц, то можно заметить, что это совершенно разные области. Это инженерия, химия, физика, астрофизика. Это дает простор для изучения во многих областях.
Мы сегодня затронем именно биомедицинское применение. Современная медицина стремится к тому, чтобы одновременно научиться и диагностировать заболевание, и лечить его. Таким образом, мы можем выделить такое направление, как тераностика – это одновременное диагностирование и лечение заболевания одним и тем же препаратом. И в этом случае, магнитные наночастицы выступают средством, позволяющим продвинуться в этой области. Эти частицы представляются сферическом объектом, имеющим несколько слоев. В центре, что представляется ядром, находится магнитная частица. В силу своих магнитных свойств, мы можем воздействовать на эту наночастицу, тем самым мы можем получать отклик, гипертермию в биологических тканях.
Такое магнитное ядро покрывается полимерной оболочкой, чтобы увеличить биосовместимость наночастицы, потому что если такая частица попадает в организм, нам нужно обеспечить нетоксическое воздействие, а полимерная оболочка позволяет этого достичь. Также эта оболочка позволяет увеличить срок циркуляции такого препарата в организме.
И заключительная оболочка – это антитела, которые могут быть использованы, чтобы адресно доставлять этот препарат непосредственно в опухолевые ткани или к тому месту, которое нам нужно вылечить.
Если мы говорим об онкологических заболеваниях, всем известна химиотерапия, лучевая терапия, но эти методы, к сожалению, затрагивают не только опухолевые ткани, но и наносят вред здоровой ткани. И такие антитела позволят нам доставлять магнитные наночаститы к той локальной области, которая нам нужна.
Преимущество наночастиц на оксиде желез: мы можем с легкостью воздействовать на них магнитным полем, они могут быть очень небольшими, и это хорошо для того, чтобы помещать их внутрь живого организма, они имеют большое отношение активной площади к объему. На самом деле, удивляет тот факт, что поверхность одной небольшой наночастицы, если ее развернуть, может занимать футбольное поле.
Магнитные наночастицы могут быть использованы для лечения опухолевых заболеваний головного мозга. Если магнитного поля нет, эти частицы путешествуют по кровеносным сосудам головного мозга. Как только мы прилагаем небольшое магнитное поле, эти частицы преодолевают ГЭБ и проникают к опухолевой ткани.
Из всего вышесказанного можно подвести итог, что за наночастицами стоит будущее медицины и лечение онкологических заболеваний.