Ze względu na ograniczoną wydajność ogrzewania dostępnych nanocząstek magnetycznych, trudno jest osiągnąć temperatury terapeutyczne powyżej 44°C w stosunkowo niedostępnych guzach podczas hipertermii magnetycznej po ogólnoustrojowym podaniu nanocząstek w dawce klinicznej.
Aby temu zaradzić, naukowcy z Oregon State University wynaleźli sposób wytwarzania nanocząstek magnetycznych, które stają się gorętsze niż jakiekolwiek wcześniejsze nanocząstki, poprawiając ich zdolność do walki z rakiem. Naukowcy opracowali zaawansowaną metodę rozkładu termicznego do produkcji nanocząstek, które w zmianach nowotworowych osiągają temperaturę do 50 stopni Celsjusza lub 122 stopni Fahrenheita pod wpływem zmiennego Pole magnetyczne.
Naukowcy powiedzieli, „Magnetyczne nanocząsteczki od lat wykazują potencjał przeciwnowotworowy. Po wejściu do guza cząsteczki – maleńkie cząstki materii o wielkości jednej miliardowej metra – są wystawione na działanie zmiennego pola magnetycznego. Ekspozycja na pole, proces nieinwazyjny, powoduje nagrzewanie się nanocząstek, osłabiając lub niszcząc komórki nowotworowe".
Olena Taratula z Wydziału Nauk Farmaceutycznych, College of Pharmacy, Oregon State University, powiedziała: „Hipertermia magnetyczna jest bardzo obiecująca w leczeniu wielu rodzajów raka. Wiele badań przedklinicznych i klinicznych wykazało jego potencjał do bezpośredniego zabijania komórek nowotworowych lub zwiększania ich podatności na promieniowanie chemoterapia".
Oleh Taratula, Wydział Nauk Farmaceutycznych, College of Pharmacy, Oregon State University, powiedział: „Jednak obecnie hipotermię magnetyczną można stosować tylko u pacjentów, których guzy są dostępne za pomocą igły podskórnej, a nie u osób z trudno dostępnymi nowotworami złośliwymi, takimi jak przerzuty rak jajnika".
„Dzięki obecnie dostępnym nanocząsteczkom magnetycznym wymagane temperatury terapeutyczne – powyżej 44 stopni Celsjusza – można osiągnąć jedynie poprzez bezpośrednie wstrzyknięcie do guza. Nanocząsteczki mają jedynie umiarkowaną wydajność grzewczą, co oznacza, że do wytworzenia wystarczającej ilości ciepła potrzebne jest ich wysokie stężenie w guzie. Liczne badania wykazały, że tylko niewielki procent ogólnoustrojowo wstrzykiwanych nanocząstek gromadzi się w guzach, co utrudnia uzyskanie tak wysokiego stężenia”.
Aby rozwiązać te problemy, naukowcy stworzyli magnetyczne nanocząsteczki, które były bardziej efektywne w ogrzewaniu dzięki nowatorskiemu chemicznemu procesowi produkcyjnemu. Na modelu mysim wykazali, że ogólnoustrojowe leczenie małymi dawkami nanocząstek domieszkowanych kobaltem powoduje ich agregację w przerzutowych nowotworach raka jajnika i że mogą one osiągnąć temperaturę 50 stopni Celsjusza pod wpływem zmiennego pola magnetycznego.
Olena Taratuła powiedziany, „Według naszej wiedzy po raz pierwszy wykazano, że nanocząstki magnetyczne wstrzyknięte dożylnie w zalecanej klinicznie dawce mogą podnieść temperaturę tkanki nowotworowej powyżej 44 stopni Celsjusza. Wykazaliśmy również, że nasza nowa metoda może być wykorzystana do syntezy różnych nanocząstek typu rdzeń-powłoka. Może posłużyć jako podstawa do opracowania nowatorskich nanocząstek o wysokiej wydajności grzewczej, co pozwoli na dalsze postępy w systemowej hipertermii magnetycznej w leczeniu raka”.
„Nanocząsteczki typu rdzeń-powłoka mają wewnętrzną strukturę rdzenia i zewnętrzną powłokę wykonaną z różnych składników”.
Referencje czasopisma:
- Ananiya A. Demessie i in. Zaawansowana metoda rozkładu termicznego w celu wytworzenia nanocząstek magnetycznych o ultrawysokiej wydajności grzewczej w systemowej hipertermii magnetycznej. Małe metody, DOI: 10.1002/smtd.202200916
