Ученые из Красноярска нашли способ борьбы с раковыми клетками. Нанодиски из никеля с двусторонним золотым покрытием могут избирательно повреждать раковые клетки в организме человека с помощью магнитного поля. Эффективность наноскальпеля становится выше, благодаря повышению продолжительности магнитного момента наночастиц.
В исследовании приняли участие ученые из СФУ, Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Красноярского государственного педагогического университета им. В.П. Астафьева и Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого.
«Одно из самых перспективных направлений в современной медицине – использование ферромагнитных наночастиц в неинвазивной клеточной хирургии злокачественных опухолей. Суть в том, чтобы ввести пациенту раствор таких частиц, а затем, направляя их активность с помощью магнитного поля, регулировать уничтожение раковых клеток этими «наноскальпелями». Огромным преимуществом такого метода будет адресное уничтожение опухоли без повреждения здоровых тканей», – говорит доцент кафедры общей физики Сибирского федерального университета Роман Руденко.
Ученые решили проблему, связанную с тем, что при приготовлении суспензии из-за своих свойств нанодиски слипаются. Это происходит из-за того, что их частицы обладают собственным магнитным моментом и собираются в крупные образования. Чтобы этого не произошло, сибирские специалисты разработали способ управления магнитным моментом через механические напряжения в самом нанодиске. Ожидается, что благодаря предложению эффективность подобных систем в медицине станет значительно выше.
Напомним, что нанодиск - это сердечник, состоящий из ферромагнетика (никеля), который «обернут» в безопасное для человека гипоаллергенное золотое покрытие, удерживающее специфический аптамер. Он помогает нанодиску прикрепляться к опухолевой клетке и разрушать ее в переменном магнитном поле. В ходе исследований ученые оценили механические напряжения на боковой поверхности диска, причиной которых выступают два фактора: неравномерное тепловое расширение слоев в процессе изготовления и избыточная поверхностная энергия на границе раздела слоев. Из-за последней причины происходят изменения поля локальной анизотропии в окрестности края нанодиска.
Если увеличить эффективность «наноскальпеля» через увеличение магнитного момента наночастиц, то может произойти их нежелательное «слипание» во время приготовления суспензии. И ученые нашли компромисс.
«Мы показали, что в трехслойном нанодиске из никеля с золотым покрытием тенденцию к образованию вихря, уменьшающего магнитный момент, можно подавить эффектами, такими как магнитострикция, поверхностная анизотропия, тепловое расширение слоев, а также вариация толщины слоев», – объясняет Роман Руденко.
Полученные результаты в дальнейшем позволят создавать нанодиски с регулируемым магнитным моментом.
Фото на странице: National Cancer Institute / Фотобанк Unsplash
