Сколько наночастиц нагревают опухоль?

Физики и биомедики объединились для улучшения терапии рака с помощью нагрева магнитными наночастицами. В рамках совместного проекта, финансируемого Немецким исследовательским фондом, учёные из Университетской клиники Йены и Физико-технического федерального ведомства (PTB) исследуют, где именно в организме пациента находятся введённые наночастицы.

Для термотерапии рака магнитные наночастицы вводят в опухоль и возбуждают внешним переменным электромагнитным полем. Частицы генерируют тепло, и при достижении температуры 55–60 °C раковые клетки необратимо разрушаются, а здоровые ткани остаются невредимыми. Метод пока находится в стадии испытаний.

Учёные PTB установили, что для определения локализации и количества наночастиц в организме идеально подходит магнитная релаксометрия. Метод не требует контакта с пациентом и безвреден.

Принцип работы: Введённые наночастицы оксида железа являются суперпарамагнетиками. Под действием внешнего постоянного магнитного поля они ориентируются одинаково, создавая измеримый магнитный момент. После выключения поля с помощью сверхчувствительных датчиков SQUID регистрируется релаксация намагниченности (возврат к хаотической ориентации). Амплитуда сигнала релаксации указывает на количество частиц.

Исследования на мышах показали, что эффективность удержания наночастиц в месте инъекции сильно варьируется. Через 24 часа после введения в одних опухолях обнаруживалось почти 100% частиц, а в других — лишь четверть от введённой дозы. Причины такой вариабельности пока не ясны.

Этот результат подчёркивает важность применения магнитной релаксометрии параллельно с термотерапией для точного контроля количества частиц в опухоли и повышения эффективности лечения.