Сотрудники Уральского федерального университета (УрФУ), Уральского государственного медицинского университета (УГМУ), Института медицинских клеточных технологий и Института электрофизики Уральского отделения РАН разработали технологию создания магнитных жидкостей с биосовместимыми наночастицами для выжигания опухолей, заживления язвы желудка и лечения тромбоза.
Магнитные наночастицы на поверхности или внутри клеток можно адресно доставлять в определенные места организма, чтобы, например, лечить тромбоз или деактивировать злокачественные опухоли за счет локального нагрева.
«Магнитные суспензии — это не единственный тип магнитных материалов, которые востребованы в медицине. Наши коллеги химики и медики работают с феррогелями, которые имитируют живую ткань, фактически играют роль протезов в некоторых случаях. Феррогель можно использовать как „пластырь“ при язве желудка, и рана зарастет быстрее. Для этого необходимо доставить феррогель в нужное место и закрепить его там в конкретном положении. Сделать это можно благодаря наличию в составе феррогеля магнитных частиц, движение которых управляется магнитным полем. Однако проблема в том, что нам нужны собственные технологии аттестации магнитных наноматериалов для биомедицины, в особенности в свете импортозамещения и санкций в отношении России», — рассказывает соавтор исследования, профессор-исследователь кафедры магнетизма и магнитных материалов УрФУ Галина Курляндская.
Для создания феррогеля использовались крошечные (диаметром 10–15 нанометров) магнитные наночастицы маггемита (магнитная модификация оксида железа) — недорогие магнитные наноматериалы с высокой степенью биосовместимости. Ученые синтезировали суспензию — магнитную жидкость, в которой наночастицы не слипаются, а затем исследовали взаимодействие наночастиц с костномозговыми клетками человека.
«Мы использовали костномозговые клетки, потому что давно с ними работаем, так как они широко используются в медицине. При выращивании и с помощью определенных манипуляций их можно модифицировать в клетки нескольких типов, соответствующие разным видам тканей. Как только частицы попадают в кровь, их тут же атакуют и деактивируют макрофаги, а в клетках наночастицы не воспринимаются инородным телом и их можно доставить к месту локальной терапии», — поясняет Галина Курляндская.
Помимо медицины, такой материал можно использовать и в составе полимерных композитов для защиты медицинского и другого оборудования от электромагнитных шумов и для улучшения характеристик детекторов положения. Также с использованием этих частиц можно создавать магнитные материалы нового поколения для магнитных холодильников, которые работают эффективнее традиционных и более безопасны для окружающей среды.
Работа выполнена в рамках договора НИР по оценке концентрации магнитных наночастиц оксидов железа в биологических образцах, государственного задания Министерства здравоохранения РФ и по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Наука и университеты»). Описание методологии исследовательский коллектив опубликовал в «Коллоидном журнале».
