Опухоли костей — это всегда двойная проблема. Нужно не только уничтожить раковые клетки, но и сохранить саму структуру кости, от которой зависит движение, нагрузка и качество жизни пациента. Долгое время онкология и регенеративная медицина шли здесь разными путями. Новое исследование показывает, что эти два подхода можно объединить в одном материале — и сделать это на уровне наноструктур.
Методы исследования
Работа выполнена междисциплинарной группой исследователей из Университета Авейру (University of Aveiro) и Португальского католического университета (Catholic University of Portugal).
Результаты исследования опубликованы в «Journal of Magnetism and Magnetic Materials» — специализированном журнале, посвящённом магнитным и функциональным материалам для биомедицины.
Основная идея: один материал — две функции
Исследователи разработали магнитный биоактивный нанокомпозит, который совмещает:
- магнитную гипертермию — локальный нагрев опухоли под действием переменного магнитного поля;
- стимуляцию регенерации кости благодаря биоактивному стеклянному покрытию.
Как подчёркивает ведущий автор Ангела Андраде (Ângela Andrade), совместить эти свойства долгое время считалось почти невозможным. Материалы с высокой магнитной активностью обычно плохо взаимодействуют с живой тканью, а биоактивные покрытия — наоборот, теряют управляемые физические свойства.
Поведение в условиях, близких к организму
Чтобы оценить биологическую совместимость наночастиц, их поместили в симулированную физиологическую жидкость, имитирующую ионный состав среды человеческого организма.
Результат оказался принципиально важным:
на поверхности нанокомпозитов быстро формировался апатит — минеральная фаза, практически идентичная неорганической части человеческой кости. Это означает, что материал потенциально способен встраиваться в костную ткань, а не изолироваться от неё.
Роль кальция: неочевидный, но ключевой фактор
Команда сравнила несколько вариантов нанокомпозита с разным содержанием кальция. Один из них явно выделялся:
- самая быстрая минерализация поверхности;
- наиболее выраженный магнитный отклик;
- оптимальный баланс между нагревом и биосовместимостью.
Именно этот состав авторы рассматривают как наиболее перспективный для дальнейших доклинических исследований.
Как наночастицы уничтожают опухоль
Магнитные свойства материалу придаёт оксид железа. При воздействии переменного магнитного поля наночастицы начинают локально нагреваться.
Этот нагрев:
- повреждает опухолевые клетки;
- запускает их гибель;
- при этом минимально затрагивает окружающие здоровые ткани.
В отличие от системной химиотерапии, воздействие остаётся локальным и управляемым.
Почему это особенно важно при метастазах в кости
Кость — одна из ключевых мишеней для метастазирования. Особенно часто это наблюдается при раке молочной железы, где опухолевые клетки активно перестраивают костную среду под свои нужды. Эти механизмы подробно разобраны в материале «Как клетки рака молочной железы метастазируют в кости».
В этом контексте способность одного материала одновременно подавлять опухоль и стимулировать восстановление костной ткани приобретает принципиально новое клиническое значение — особенно при метастатическом поражении скелета.
Заключение
Разработка магнитных биоактивных нанокомпозитов показывает, что будущее лечения опухолей кости может сместиться от разрушительных хирургических вмешательств к точечным, многофункциональным стратегиям. Совмещение магнитной гипертермии и стимуляции роста кости в одном материале устраняет давний конфликт между онкологическим контролем и восстановлением тканей. До клинического применения ещё далеко, но сама концепция уже меняет представление о возможностях современной онкологии и регенеративной медицины.
Источник
- Andreia Batista, Thalita Marcolan Valverde, Carla Cristina Martins Silva, Rosangela Maria Ferreira da Costa e Silva, Guilherme Mattos Jardim Costa, José Domingos Fabris, José Domingos Ardisson, José Maria da Fonte Ferreira, Viviane Martins Rebello dos Santos, Ângela Leão Andrade. Magnetic core-shell nanocomposites with bioactive glass coatings for hyperthermia-assisted bone cancer therapy. Magnetic Medicine, 2025; 1 (3): 100039 DOI: 10.1016/j.magmed.2025.100039