Наностержни на основе золота
5 мая 2009
Давно известно, что тепловой нагрев является эффективным оружием для уничтожения раковых клеток. Но основной проблемой остаётся повреждение соседних здоровых тканей. Исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) разработали метод доставки крошечных наночастиц на основе золота, попадающие и обосновывающиеся в опухолях и абсорбирующие энергию инфракрасного излучения, которое затем преобразуется в тепло, разрушающее эти злокачественные опухоли. Данный метод практически не приводит к каким-либо серьёзным побочным эффектам.
Как поясняет аспирант МТИ (Massachusetts Institute of Technology) Гофри Малтзан (Geofffrey von Maltzahn), такие наностержневые структуры могут, как диагностировать, так и уничтожать опухоли. Подробно метод Малтзана описан в журнале Cancer Research and Advanced Materials.
Ежегодно около 7 миллионов людей во всём мире поражаются онкологическими заболеваниями и, по некоторым оценкам, к 2020 году это количество возрастёт до 20 миллионов. Большинство больных проходят химио — и радиотерапию, которые часто достаточно эффективны, но вызывают тяжёлые побочные эффекты, так как очень трудно направить необходимые лекарства исключительно на раковые ткани.
Малтзан отмечает, что в отличие от химиотерапии, при которой 99% лекарственных препаратов не достигают опухоли, стержневые наноструктуры на основе золота фокусируют своё тепло специфически только на раковых опухолях.
Стержневые наноструктуры, в зависимости от своих форм, абсорбируют различные частотные характеристики световых волн.
Стержневые наноструктуры на основе золота абсорбируют инфракрасное излучение, затем поглощённое излучение разогревает стержни, не повреждая здоровые ткани организма.
В исследовании, проведенном на мыши, интравенозная инъекция наностержней в сочетании с лазерным инфракрасным излучением разрушила опухоль в течение 15 дней. У данной мыши в течение последующих трёх месяцев до конца исследования не было обнаружено никаких признаков рецидивов возвратного рака.
При инъекции наностержней происходит их дисперсное распространение в кровотоке. Полимер, окружающий наностержни, даёт возможность их выживания в течение 17 часов (период полураспада).
При проектировании наностержней был учтён фактор строения вторичных кровеносных сосудов, образующихся вокруг опухоли. Эти кровеносные сосуды снабжены крошечными порами, но наностержни благодаря своим микроскопическим размерам, способны проникать через эти поры. Наностержни аккумулируются в опухолях, и в течение трёх дней печень и селезёнка очищают организм от частиц, не достигших опухоли.
В процессе единичного облучения инфракрасным лазером наностержни были нагреты до температуры в 70 С°, достаточной для разрушения раковых клеток. При дополнительном более слабом нагреве раковые клетки не были уничтожены, но были ослаблены до такой степени, при которой резко возросла эффективность химиотерапевтических препаратов.
Наностержни способны также уничтожить раковые клетки, оставшиеся поле хирургической операции. Наностаржневые структуры, по словам Малтзана, в 1000 раз точнее хирургического скальпеля.
Наностержни на основе золота, используя физический принцип под названием эффект рассеивания света Рамана, после инъекции могут проявить себя в качестве нового эффективного инструмента для диагностики и обнаружения опухолей. Свечение в любой ткани, за исключением селезёнки и печени, означает обнаруженную агрессивную злокачественную опухоль.
Эффект Рамана позволяет детектировать опухоль при ничтожно малом количестве наностержней. Покрывая наностержни молекулами, вызывающими эффект Рамана, можно получить разнообразную информацию о типах опухолей (первичная или вторичная) и рисках их проникновения в другие ткани.
Исследования Малтзана проводились под руководством профессора МТИ Санджета Бхатиа (Sangeeta Bhatia), руководителя лаборатории отдела исследований технологий здравоохранения(Harvard— MIT Division of Health Sciences and Technology).
Необходимы клинические исследования, поиск коммерческих спонсоров и процесс одобрения FDA. Данные процедуры, к сожалению, занимают немалое количество лет.
Ссылки по теме:
MIT News
Nanotechnology Now
Laboratory for Multiscale Regenerative Technologies
Поделитесь статьей с друзьями!
Если эта статья была Вам интересна, или Вам кажется, что эта статья может заинтересовать Ваших друзей или родственников — поделитесь с ними.
Выберите одну из социальных сетей нижу, и нажмите на иконку с символикой нужной социальной сети.
Это совсем не сложно, попробуйте!
