2 .6.3. Магнитные углеродные наночастицы

Группа исследователей из Техасского университета в Арлингтоне (США) разработала метод, использующий магнитные углеродные наночастицы для уничтожения раковых клеток посредством лазерной терапии. По мнению авторов, методика могла бы пригодиться при лечении рака кожи и некоторых других околоповерхностных новообразований; при этом она не наносила бы никакого ущерба окружающим здоровым тканям.

Магнитные углеродные наночастицы исследователи получали в бензоле, используя электрический плазменный разряд, генерируемый в поле кавитации ультразвукового излучателя. Затем наночастицы подвергались допированию железом с применением Fe-электродов. Ферромагнитные свойства итоговых наночастиц подтверждались магнитометрией. Просвечивающая электронная микроскопия показала, что их размеры находились в пределах от 5 до 10 нм, что примерно в 10 тыс. раз тоньше человеческого волоса.

Благодаря своим магнитным свойствам такие наночастицы могут быть легко локализованы в клетках (поверхностной) опухоли путём приложения внешнего магнитного поля. Это же поле - гарантия того, что ни одна частица не покинет поле боя (не сможет быть выведена из клетки в качестве шлака) до конца процедуры. Затем опухоль подвергается облучению ближним-ИК-лазером, что вызывает мгновенный локальный перегрев и гибель раковых клеток. Магнитные наночастицы, доставляемые в определённое место с помощью внешнего магнитного поля, могут иметь покрытие, позволяющее им селективно связываться только с раковыми клетками. Это необходимое условие для всего сразу: и для сохранения живой здоровой ткани, и для наиболее полного охвата всех клеток опухоли без требования тончайшего наведения с помощью внешнего поля. Исследование продемонстрировало и другие достоинства магнитных углеродных частиц. Так, применяя различные способы ИК-облучения, можно добиться не смерти клетки, а открытия небольшого канала в межклеточной мембране, который затем может быть использован для доставки лекарств прямо в клетку. Этот результат интересным образом перекликается с исследованиями канадских учёных, также разработавших метод управляемого открытия каналов в межклеточных мембранах, используя в качестве директоров наночастицы золота. Своеобразным недостатком канадской работы можно считать применение фемтосекундного лазера, который пока ещё не очень доступен на лабораторном уровне, чего не скажешь об ИК-лазерах.

Размер магнитных, допированных железом углеродных наночастиц куда меньше любой нанотрубки — а значит, и токсичность их не столь велика.

Наконец, наночастицы, полученные в рассматриваемом исследовании, являются флюоресцентными. А значит, могут использоваться для усиления контраста в методах оптической визуализации опухолей.

2.6.4. Наночастицы с хитозаном

Наночастицы, содержащие хитозан, проявляют высокую антимикробную активность по отношению к Staphylococcus saprophyticus и кишечной палочке Escherichia coli. Их можно использовать в качестве защитного материала, чтобы избежать развития инфекций, вызываемых условно-патогенными микроорганизмами, и ускорить процесс заживления ран за счет стимуляции роста клеток.

Хитозан – натуральный, нетоксичный, биоразлагаемый полисахарид, легко получаемый из основного компонента панцирей креветок и омаров и клювов осьминогов и кальмаров – хитина. Его антимикробная активность хорошо известна и используется в стоматологии для профилактики кариеса. В качестве консерванта хитозан применяется для упаковки пищевых продуктов. Он даже был испытан в качестве компонента антимикробного текстиля, из которого производится одежда для медицинских работников.

Понимание механизма подавления бактерий хитозаном и его наночастицами может привести к созданию более эффективных антибактериальных материалов. Кроме того, ученые установили, что такие наночастицы обладают регенеративными свойствами. Наночастицы хитозана, возможно, имеют будущее в качестве компонентов антивозрастных косметических средств.