På grund av den begränsade uppvärmningseffektiviteten hos tillgängliga magnetiska nanopartiklar är det svårt att uppnå terapeutiska temperaturer över 44 °C i relativt otillgängliga tumörer under magnetisk hypertermi efter systemisk administrering av nanopartiklar vid klinisk dosering.
För att ta itu med detta har forskare vid Oregon State University har uppfunnit ett sätt att göra magnetiska nanopartiklar som blir hetare än någon tidigare nanopartikel, vilket förbättrar deras förmåga att bekämpa cancer. Forskare har utvecklat en avancerad termisk nedbrytningsmetod för att producera nanopartiklar som når temperaturer i cancerskador på upp till 50 grader Celsius eller 122 grader Fahrenheit när de utsätts för en alternerande Magnetfältet.
Forskare sa, "Magnetiska nanopartiklar har visat anti-cancer potential i flera år. Väl inne i en tumör utsätts partiklarna – små bitar av materia så små som en miljarddels meter – för ett växlande magnetfält. Exponering för fältet, en icke-invasiv process, gör att nanopartiklarna värms upp, försvagar eller förstör cancerceller. "
Olena Taratula, Department of Pharmaceutical Sciences, College of Pharmacy, Oregon State University, sa, "Magnetisk hypertermi visar mycket lovande för behandling av många typer av cancer. Många prekliniska och kliniska studier har visat dess potential att döda cancerceller direkt eller öka deras känslighet för strålning och kemoterapi. "
Oleh Taratula, Department of Pharmaceutical Sciences, College of Pharmacy, Oregon State University, sa, "Men för närvarande kan magnetisk hypotermi endast användas för patienter vars tumörer är tillgängliga med en injektionsnål, och inte för personer med svåråtkomliga maligniteter som metastaser. äggstockscancer. "
"Med för närvarande tillgängliga magnetiska nanopartiklar kan de nödvändiga terapeutiska temperaturerna – över 44 grader Celsius – endast uppnås genom direkt injektion i tumören. Nanopartiklarna har endast måttlig uppvärmningseffektivitet, vilket innebär att du behöver en hög koncentration av dem i tumören för att generera tillräckligt med värme. Och många studier har visat att endast en liten andel av systemiskt injicerade nanopartiklar ackumuleras i tumörer, vilket gör det utmanande att få den höga koncentrationen."
För att lösa sådana problem har forskare skapat magnetiska nanopartiklar som var mer effektiva vid uppvärmning genom en ny kemisk tillverkningsprocess. De visade i en musmodell att systemisk lågdosbehandling av de koboltdopade nanopartiklarna får dem att aggregera i metastaserande äggstockscancertumörer och att de kan nå en temperatur på 50 grader Celsius när de utsätts för ett alternerande magnetfält.
Olena Taratula sade, "Vad vi vet är detta första gången det har visats att magnetiska nanopartiklar som injiceras intravenöst i en kliniskt rekommenderad dos kan höja temperaturen i cancervävnaden över 44 grader Celsius. Och vi visade också att vår nya metod kunde användas för att syntetisera olika kärn-skal nanopartiklar. Det skulle kunna fungera som en grund för utvecklingen av nya nanopartiklar med hög värmeprestanda, vilket ytterligare främjar systemisk magnetisk hypertermi för behandling av cancer."
"Core-shell nanopartiklar har en inre kärnstruktur och ett yttre skal tillverkat av olika komponenter."
Tidskriftsreferens:
- Ananiya A. Demessie et al. En avancerad termisk nedbrytningsmetod för att producera magnetiska nanopartiklar med ultrahög uppvärmningseffektivitet för systemisk magnetisk hypertermi. Små metoder. DOI: 10.1002/smtd.202200916
