Технология позволит лечить глубокие опухоли с помощью света и рентгена
Учёные из Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ создали уникальные наночастицы на основе фторида кальция, допированного европием (CaF₂:Eu), которые могут сделать прорыв в лечении онкологических заболеваний. Эти частицы обладают удивительным свойством: при облучении рентгеном они излучают свет в видимом диапазоне, что открывает новые возможности для фотодинамической терапии (ФДТ).
ФДТ — это метод, при котором фотосенсибилизаторы под действием света генерируют активные формы кислорода, уничтожающие раковые клетки. Однако обычный свет не проникает глубоко в ткани, что ограничивает применение ФДТ только поверхностными опухолями. Новые наночастицы решают эту проблему, преобразуя рентгеновское излучение в видимый свет прямо внутри организма.
Разные фотосенсибилизаторы активируются разным светом, что раскрывает существенный минус данного метода – трудности в подборе подходящего рентгеновского люминофора. В данном случае, изучаемый нами материал имеет дополнительное излучение другой длины волны, что значительно увеличивает его рабочий диапазон. Можно сказать, что это комбинированный подход и возможность в зависимости от условий синтеза настраивать люминофор под широкий спектр фотосенсибилизаторов, которые доступны для использования или закупки в данный момент.
— Кирилл Волик, лаборант международной исследовательской лаборатории функциональных материалов МИИ ИМ ЮФУ
Наночастицы CaF₂:Eu могут светиться синим или оранжевым светом в зависимости от степени окисления европия (Eu²⁺ или Eu³⁺). Это позволяет подбирать длину волны под конкретные фотосенсибилизаторы, делая терапию более персонализированной.
Изменяя условия реакции можно влиять на условия формирования дефектов, что, в свою очередь, влияет на соотношение Eu²⁺ : Eu³⁺ в материале, позволяя создавать частицы, подходящие для конкретных медицинских задач. Например, при ультразвуковом синтезе в структуре наночастиц образуются междоузельные ионы фтора, которые влияют на их свечение и делают материал более эффективным.
— Елизавета Муханова, руководитель лаборатории функциональных материалов ЮФУ
Хотя технология еще требует доклинических и клинических испытаний, ее потенциал огромен. По словам учёных, следующим этапом работы над проектом станет оформление патента на метод создания люминофоров с настраиваемой длиной волны излучения для различных фотосенсибилизаторов. Кроме того, изучается возможность применения этого материала в рентгенографии.
Результаты исследования представлены в научном журнале «Journal of Luminescence». Исследование было проведено в рамках федеральной программы «Приоритет-2030» и национального проекта «Молодёжь и дети».
Читайте ещё материалы по теме:
Первый российский биоаналог препарата против рака молочной железы был одобрен Минздравом