Регистрация / Вход
Прислать материал

Магнитные наноматериалы для биомедицины: от синтеза до клинических применений

ФИО
Мажуга Александр Георгиевич
Surname Name
Majouga Alexander
Организация
МГУ имени М.В.Ломоносова
Область наук
Химия и химические технологии
Название доклада
Магнитные наноматериалы для биомедицины: от синтеза до клинических применений
Project title
Magnetic materials for biomedicine: from synthesis to clinical application
Резюме
В данной работе представлен синтез и оптимизация методов получения магнитных наночастиц, приведены примеры использования наночастиц в биомедицине, в том числе для целей адресной доставки терапевтических агентов, создания контрастных агентов для МРТ и др.
Ключевые слова
наночастицы магнетита, МРТ, гипертермия, магнетит-золото
Тезисы

Методы доставки противоопухолевых препаратов на основе наночастиц обладают большим потенциалом – низкой токсичностью, селективностью за счет пассивного накопления и возможностью контролировать перемещение препарата в организме при помощи магнитного поля. Наноразмерные векторные системы являются высокоотзывчивыми и динамически реагируют на изменения в окружающей среде. Эти стимулы могут быть связаны с изменением температуры, облучением светом, изменением рН, экспозицией в ультразвуке, или магнитном поле.

            Среди широкого спектра наночастиц суперпарамагнитные наночастицы занимают особенное положение: их поверхность может быть функционализирована векторными фрагментами: антителами, витаминами, фрагментами углеводов и т.п. для обеспечения адресной доставки препаратов в определенный орган; также возможно использование внешнего магнитного поля для направленной доставки. Среди различных типов магнитных частиц суперпарамагнитные наночастицы на основе магнетита, средний диаметр которых колеблется в области 5-30 нм, являются наиболее перспективными  для применения в области биотехнологий и наномедицины. Необходимым условием для применения наночастиц в медицинских целях является узкое распределение наночастиц по размерам, что требует тщательного подбора условий синтеза. Важным фактором является то, что намагниченность наночастиц пропадает при удалении внешнего магнитного поля, таким образом, возможно избежать эмболии сосудов.  

Метод магнитно-резонансной томографии (МРТ) является одним из наиболее распространенных способов неинвазивной диагностики онкологических патологий. Среди ряда контрастных агентов суперпарамагнитные наночастицы магнетита являются чрезвычайно востребованными.

До недавнего времени в клинической практике использовался ряд контрастных препаратов для МРТ на основе наночастиц магнетита: Ferumoxide, Ferumoxtran, Resovist, Clariscan и Lumirem, однако, в настоящее время четыре из пяти применяемых препаратов (кроме Lumirem) были выведены из клинической практики, поскольку была доказана их токсичность.Таким образом, снижение общей токсичности наночастиц магнетита позволит использовать такие препараты для МРТ-диагностики.

Одним из факторов, сдерживающих активное использование наночастиц магнетита в медицине является их низкая коллоидная стабильность в физиологических условиях. Наночастицы магнетита без какого-либо покрытия легко захватываются фагоцитами и быстро выводятся из кровотока, поэтому необходима их дальнейшая модификация. Для обеспечения возможности введения молекулы цитотоксичного препарата, а также для препятствия фагоцитарному захвату, в качестве покрытия часто используется полиэтиленгликоль (ПЭГ) и/или его блок-сополимеры, которые обеспечивают возможность дальнейшей модификации по терминальными группам полимера.

В настоящей работе впервые исследованы наночастицы магнетита имеющие различное покрытие, в том числе полимерное. Будут приведены примеры использования наночастиц магнетита в качестве агентов для терапии и диагностики. Приведены примеры использования низкочастотного магнитного поля для контролирования биохимических параметров биомолекул, адсорбированных на поверхности наночастиц.

Summary of the project
This paper presents the synthesis and optimization of the methods for the synthesis of magnetic nanoparticles, examples of application of nanoparticles in biomedicine, including targeted drug delivery of therapeutic agents, MRI contrast agents and others.
Keywords
nanoparticles, magnetite, MRI, magnetite-gold, hyperthermia