Физики НИЯУ МИФИ вместе с зарубежными коллегами разработали высокоточный метод борьбы со злокачественными образованиями с помощью нанозолота и инфракрасного света. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в журнале Nanoscale.
Химиотерапия и облучение повреждают не только опухоль, но и здоровые ткани организма, зачастую вызывая серьезные побочные эффекты. Альтернативой для лечения онкозаболеваний может стать фототермическая терапия, при которой разрушение опухоли происходит за счет локального нагрева. Ученые НИЯУ МИФИ предложили использовать для этого уникальные композитные наночастицы из кремния и золота.
Физики изучили явление «рассеяния Ми» — эффект, который возникает при взаимодействии света с частицами, чей размер сопоставим с длиной световой волны. Когда половина длины волны, помноженная на оптическую проницаемость, укладывается в диаметр наночастицы, внутри нее образуется стоячая волна. Такая частица работает как маленький оптический резонатор и начинает нагреваться.
Ключевая особенность этого метода — использование красного и ближнего инфракрасного света с длиной волны около 800 нанометров. Это т.н. «окно прозрачности» биотканей: для такого излучения тело человека «прозрачно», как стекло. Свет свободно проникает сквозь кожу и мышцы, но поглощается наночастицами, накопленными в опухоли, вызывая их нагрев.
В ходе эксперимента было установлено, что композитные «кремний с золотом» нагреваются эффективнее, чем частицы из чистого кремния. Но главным терапевтическим эффектом авторы работы считают не просто «сжигание» клеток температурой. Помимо этого, крупные наночастицы способны закупоривать мелкие кровеносные сосуды, питающие новообразование. Доставленные прямо в опухоль, они под воздействием света запускают механизм ишемии, перекрывая раковым клеткам доступ к кислороду и питательным веществам.
При этом авторы отмечают, что до внедрения этого метода в клиническую практику еще далеко. Главная проблема, которую нужно решить — это безопасное извлечение наночастиц из организма после завершения лечения. Ведь оказавшись в теле, они могут преодолевать гематоэнцефалический барьер, который защищает мозг от токсинов. Это создает потенциальную угрозу: накопление золота или кремния в тканях мозга может привести к непредсказуемым последствиям. Однако полученные результаты закладывают фундамент для создания принципиально новых подходов к лечению онкозаболеваний.
