På grund af den begrænsede opvarmningseffektivitet af tilgængelige magnetiske nanopartikler er det vanskeligt at opnå terapeutiske temperaturer over 44 °C i relativt utilgængelige tumorer under magnetisk hypertermi efter systemisk administration af nanopartikler ved klinisk dosering.
For at imødegå dette har forskere ved Oregon State University har opfundet en måde at lave magnetiske nanopartikler, der bliver varmere end nogen tidligere nanopartikler, hvilket forbedrer deres evne til at bekæmpe kræft. Forskere har udviklet en avanceret termisk nedbrydningsmetode til fremstilling af nanopartikler, der når temperaturer i kræftlæsioner på op til 50 grader Celsius eller 122 grader Fahrenheit, når de udsættes for en vekslende magnetfeltet.
Forskere sagde, "Magnetiske nanopartikler har vist anti-cancer potentiale i årevis. Når de først er inde i en tumor, udsættes partiklerne - bittesmå stykker stof så små som en milliarddel af en meter - for et vekslende magnetfelt. Eksponering for marken, en ikke-invasiv proces, får nanopartiklerne til at varme op, svække eller ødelægge kræftceller".
Olena Taratula, Department of Pharmaceutical Sciences, College of Pharmacy, Oregon State University, sagde, "Magnetisk hypertermi viser et stort løfte til behandling af mange typer kræft. Mange prækliniske og kliniske undersøgelser har vist dets potentiale til at dræbe kræftceller direkte eller øge deres modtagelighed for stråling og kemoterapi".
Oleh Taratula, Department of Pharmaceutical Sciences, College of Pharmacy, Oregon State University, sagde, "Men på nuværende tidspunkt kan magnetisk hypotermi kun bruges til patienter, hvis tumorer er tilgængelige med en kanyle, og ikke til mennesker med svært tilgængelige maligniteter såsom metastatisk ovariecancer".
"Med aktuelt tilgængelige magnetiske nanopartikler kan de nødvendige terapeutiske temperaturer - over 44 grader Celsius - kun opnås ved direkte injektion i tumoren. Nanopartiklerne har kun moderat opvarmningseffektivitet, hvilket betyder, at du har brug for en høj koncentration af dem i tumoren for at generere nok varme. Og talrige undersøgelser har vist, at kun en lille procentdel af systemisk injicerede nanopartikler akkumuleres i tumorer, hvilket gør det udfordrende at få den høje koncentration."
For at løse sådanne problemer har forskere skabt magnetiske nanopartikler, der var mere effektive til at opvarme gennem en ny kemisk fremstillingsproces. De viste i en musemodel, at lavdosis systemisk behandling af de kobolt-doterede nanopartikler får dem til at aggregere i metastatiske ovariecancertumorer, og at de kan nå en temperatur på 50 grader Celsius, når de udsættes for et vekslende magnetfelt.
Olena Taratula sagde, "Så vidt vi ved, er det første gang, det er blevet påvist, at magnetiske nanopartikler, der injiceres intravenøst i en klinisk anbefalet dosis, kan øge kræftvævstemperaturen over 44 grader Celsius. Og vi demonstrerede også, at vores nye metode kunne bruges til at syntetisere forskellige kerne-skal nanopartikler. Det kunne tjene som grundlag for udviklingen af nye nanopartikler med høj varmeydelse, hvilket yderligere fremmer systemisk magnetisk hypertermi til behandling af kræft."
"Kerneskal nanopartikler har en indre kernestruktur og en ydre skal lavet af forskellige komponenter."
Journal Reference:
- Ananiya A. Demessie et al. En avanceret termisk nedbrydningsmetode til fremstilling af magnetiske nanopartikler med ultrahøj varmeeffektivitet til systemisk magnetisk hypertermi. Små metoder. DOI: 10.1002/smtd.202200916
