Главная цель ученых из Петербурга и Цюриха – добиться безопасной визуализации раковых опухолей и поврежденных сосудов сердца и головного мозга. Разработанные наночастицы способны излучать видимый спектр под действием ультрафиолета и синего света, что позволит использовать их как контрастные вещества при съемке внутренних тканей.
Вещества, которые применяются сейчас для этой цели, имеют существенные недостатки. Так, органические агенты не универсальны и быстро расщепляются в организме. А неорганические соли и полупроводниковые наночастицы, называемые квантовыми точками, очень токсичны. Последние обладают уникальными люминесцентными свойствами, но из-за опасности для организма их можно использовать только при анализе клеток в пробирке.
По словам ученых из Университета ИТМО, разработанные ими маркеры лишены недостатков квантовых точек и могут в будущем заменить их в медицинских приложениях. Новые наночастицы состоят из оксида гафния, в него встроены ионы редкоземельных металлов, в частности европия и тербия. Редкоземельные элементы отвечают за люминесценцию, а оксид гафния играет роль прозрачной матрицы, поддерживающей это свечение.
Поскольку оксиды редкоземельных элементов все же обладают слабойтоксичностью, исследователи проверили, как они в составе частиц влияют на плазму крови и клеточные культуры. Для этого ученые добавляли наночастицы в биологические образцы. Оказалось, что частицы стабильны в крови и не изменяют ее консистенцию.
Читайте также: Ученый из ИТМО придумал, как заморить рак голодом
В дальнейшем ученые планируют использовать наночастицы из оксида гафния не только для визуализации опухолей, но и для их терапии. Под воздействием рентгеновских лучей атомы тяжелых элементов способны ионизировать молекулы воды вокруг себя. Те превращаются в так называемые свободные радикалы, которые начинают убивать соседние клетки. Этот метод борьбы с раком применяется единичными зарубежными компаниями и пока не может конкурировать с химиотерапией по цене, но считается более безопасным, поскольку с его помощью можно локально лечить опухоли, в том числе головного мозга.
© ДокторПитер