Наночастицы для определения границ опухоли

Золотые наночастицы могут помочь в обнаружении границ между опухолевой и здоровой тканью, что позволит хирургам точнее определять, какую ткань удалять.

Исследование Джереми Дучински из Школы химии и биохимии Университета Западной Австралии изучало, могут ли наночастицы служить эффективными оптическими контрастными агентами для оценки размера и формы границ опухоли во время операции.

Оптическая когерентная томография (OCT) — это недавно разработанный высокоразрешающий метод визуализации, но одним из его ограничений является неспособность различать некоторые типы здоровой ткани и опухолей.

Другие методы визуализации используют красители, вводимые пациентам, для различения типов тканей, но на сегодняшний день таких красителей для OCT не существует.

Проблема в том, что рассеивающие и поглощающие свойства опухолевой ткани могут быть очень похожи на свойства здоровой ткани, поэтому исследуются различные агенты для увеличения контраста.

Большинство исследований проводилось с простыми золотыми наночастицами в качестве контрастных агентов, но их проблема в очень сильном поглощении света. Это приводит к негативному контрасту: области с золотом на изображении выглядят темнее. Это создаёт проблему, поскольку пустые пространства, например, грудная полость, также будут выглядеть тёмными, что может привести к неправильному определению границ опухоли.

Наночастицы кремнезём-золото обеспечивают лучший контраст

Чтобы обойти эту проблему, в исследовании использовались наночастицы из кремнезёма, покрытые золотой оболочкой (наночастицы типа ядро-оболочка SiO₂-Au).

Теоретические и экспериментальные работы показывают, что, изменяя размеры кремнезёмного ядра или золотой оболочки, можно варьировать коэффициент рассеяния частиц. Это делает их потенциальными контрастными агентами для OCT, поскольку для хорошего контраста изображения этому методу требуется высокое рассеяние света на длине волны около 850 нм.

Для лучшего понимания оптических свойств (экстинкция, рассеяние, поглощение) синтезированных наночастиц SiO₂-Au использовалась УФ-спектроскопия.

Альтернатива: наночастицы оксид железа-золото

В исследовании также были разработаны наночастицы типа ядро-оболочка Fe₂O₃-Au. Эта система была опробована из-за трудностей с нанесением оболочки на частицы кремнезёма.

Было зафиксировано некоторое рассеяние наночастиц Fe₂O₃-Au, что означает, что их также можно рассматривать как контрастный агент для OCT.

Оксид железа является магнитным, поэтому эти частицы потенциально могут использоваться в качестве мультимодального контрастного агента для таких методов визуализации, как МРТ.