Российские учёные создали магнитную биокерамику для лечения рака

Физики из Харьковского национального университета им. В. Н. Каразина и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН создали новый класс магнитной керамики для биомедицинских применений. Синтезированный композит (искусственно созданный неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов) обладает хорошей биосовместимостью, а по своим магнитным параметрам значительно превосходит медицинскую биостеклокерамику. Работа учёных, результаты которой опубликованы в журнале «Физика твёрдого тела», была поддержана Фондом фундаментальных исследований МОН Украины и РФФИ.

Ферриты – это химические соединения оксида железа c оксидами других металлов. В работе использовались однодоменные ферриты – размеры этих частиц настолько малы, что они состоят только из одного фрагмента с согласованным направлением магнитных моментов молекул и ведут себя как постоянные магниты. Вариантов для применения магнитных частиц существует множество, например в медицине их используют для повышения контраста изображений магнитной резонансной томографии.

Весьма перспективны магнитные частицы и для локализованного лечения раковых опухолей. Под воздействием переменного магнитного поля ферриты выделяют тепло, а раковые клетки погибают уже при температуре 42–45 градусов Цельсия. Остаётся только внедрить ферритовые частицы в состав биосовместимого материала, доставить к месту локализации опухоли и создать переменное магнитное поле.

Нагрев магнитных частиц происходит за счёт тепловых потерь от гистерезисного перемагничивания материала или хаотической переориентации магнитных моментов частиц. Вклад первого механизма растёт с увеличением размеров ферритов и падает с их уменьшением. Для второго механизма наблюдается строго обратная зависимость. Поэтому очень актуален поиск оптимальных размеров и состава ферритов.

Александр Камзин и его коллеги разработали магнитный биокомпозит на основе гидроксилапатита (ГА). Отличная биосовместимость этого керамического материала обусловлена его химическим и структурным родством с минеральной составляющей кости. В качестве магнитных частиц были выбраны оксиды железа и бария (BaO х 6 Fe2O3). Высушенные и измельчённые на шаровой мельнице порошки ГА и феррита в соотношении 20:1 , 10:1 и 5:1 прессовали в образцы и спекали во влажной атмосфере при температуре 1200 градусов Цельсия.

Полученные образцы биокерамики сохраняют высокие биоактивные свойства ГА. При этом с увеличением концентрации магнитного наполнителя улучшаются характеристики получаемой керамики: термический эффект от перемагничивания, используемый для разрушения раковых опухолей, усиливается. Новый класс биокерамики по своим магнитным характеристикам значительно превосходит аналоги – например, биостеклокерамику, используемую в современной медицине.

Источник информации:

Н. В. Ткаченко, Л. П. Ольховик, А. С. Камзин Магнитная керамика на основе гидроксилапатита, модифицированная частицами гексагонального феррита типа M, для медицинских применений. – Физика твёрдого тела. – 2011. – том. 53. – вып. 8.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (10 votes)
Источник(и):

1. Наука и технологии РФ