Наноразмерные композиты улучшают МРТ: магнитные частицы объединяют для диагностики и борьбы с болезнями

Ученые из Университета Райса и Научно-исследовательского института Методистской больницы создали субмикроскопические композиты, которые могут сделать магнитно-резонансную томографию (МРТ) более мощным инструментом.

Суть разработки

Исследователи создали «наноконструкции» — частицы, содержащие тысячи наночастиц оксида железа (с магнитным ядром ~5 нм), упакованных в более крупные частицы. Их можно вводить в организм пациента и направлять магнитными полями.

Ключевые возможности частиц:

• Управление магнитом: удержание в нужной области.
• Контраст для МРТ: улучшение видимости на снимках.
• Термотерапия: нагрев для уничтожения злокачественных тканей.
• Доставка лекарств: высвобождение препаратов в целевой зоне.
• Биоразлагаемость: полный распад и выведение из организма за несколько дней.

Научный прорыв

Команда решила проблему, связанную с размером частиц оксида железа: они обладают полезными свойствами, но не всеми сразу. Объединение тысяч мелких частиц в более крупные конструкции (SiMPs и DPNs) позволило «развязать» функции от размера.

Результаты:

• Конструкции накапливаются в кровеносных сосудах опухоли.
• Магнитное притяжение усиливает взаимодействие между частицами.
• Контрастность МРТ повысилась в 10 раз при значительно меньшей дозе железа по сравнению с текущей практикой.
• Принципиально: ограничение агентов контраста (оксида железа) в геометрических структурах усиливает их релаксивность (свойство, улучшающее видимость на МРТ).

Перспективы

Хотя частицы слишком велики для нацеливания на конкретные белки, их можно модифицировать для увеличения накопления в опухолях.

Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.