Золото и магниты против рака. Красноярские учёные представили новый способ лечения

Никакой «химии» и операций: при новом неинвазивном методе уничтожаются только раковые клетки, а здоровые остаются нетронутыми.

Учёные из Красноярска завершили исследование избирательного способа борьбы с раковыми клетками. Для этого потребовался никель, золото и магнитное поле. Свой вклад внесли учёные из СФУ, Института физики СО РАН, Красноярского государственного педагогического университета и Красноярского государственного медицинского университета.

Как это работает?

Учëные решили поэкспериментировать с так называемыми наноскальпелями. Про них уже давно известно медицине, но до настоящего момента с применением наноскальпелей возникали проблемы.

Наноскальпели — это никелевые магнитные нанодиски толщиной 0,05 миллиметра, покрытые с обеих сторон слоями золота толщиной 0,005 миллиметра.

Наноскальпели под воздействием магнитного поля могут избирательно повреждать раковые клетки в организме человека. Метод лечения – неинвазивный, то есть безоперационный. Пациенту нужно просто ввести суспензию. После этого наноскальпели прикрепляются к опухоли и разрушают её в переменном магнитном поле.

«Одно из самых перспективных направлений в современной медицине – использование ферромагнитных наночастиц в неинвазивной клеточной хирургии злокачественных опухолей. Суть в том, чтобы ввести пациенту раствор таких частиц, а затем, направляя их активность с помощью магнитного поля, регулировать уничтожение раковых клеток этими наноскальпелями. Огромным преимуществом такого метода будет адресное уничтожение опухоли без повреждения здоровых тканей», – пояснил доцент кафедры общей физики СФУ Роман Руденко. 

В чём проблема?

Сложность использования наноскальпелей заключалась в том, что при приготовлении суспензии нанодиски слипались. Чтобы этого не произошло, сибирские специалисты разработали способ управления магнитным моментом через механические напряжения в самом нанодиске.

В ходе исследований учёные заметили механические напряжения на боковой поверхности диска. Причины две: неравномерное тепловое расширение слоёв в процессе изготовления и избыточная поверхностная энергия на границе раздела слоёв.

При этом эффективность наноскальпеля повышается при увеличении магнитного момента наночастиц. Но такое увеличение может вызвать слипание наночастиц в процессе приготовления суспензии. Учёным нужно было найти компромисс.

«Мы показали, что в трëхслойном нанодиске из никеля с золотым покрытием тенденцию к образованию вихря, уменьшающего магнитный момент, можно подавить эффектами, такими как магнитострикция, поверхностная анизотропия, тепловое расширение слоёв, а также вариация толщины слоёв», – объяснил Роман Руденко. 

Таким образом, учёные решили проблему наноскальпелей и вскоре такой метод лечения можно будет применять на практике.