ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
В рамках проекта созданы и аттестованы новые биосовместимые магнитные наноматериалы для медицинской диагностики, программируемой доставки лекарств и лечения онкологических заболеваний. Объектом исследования являлись наночастицы на основе ферритов и оксида железа (III) различной морфологии. Установлены физико-химические закономерности получения биосовместимых магнитных наноматериалов с заданными свойствами, осуществлены поиск и разработка методов синтеза магнитных наноматериалов на основе оксида железа (III), проведена их физико-химическая, микроструктурная аттестация, предложены модели описания поведения магнитной подсистемы для магнитных наночастиц с различной предысторией получения, проанализирована цитотоксичность и биосовместимость важнейших образцов. Для большинства существующих методик получения магнитных наночастиц острой проблемой является предотвращение их агрегации, которая в существенной степени нивелирует потенциальные преимущества использования материалов в ультрадисперсном состоянии. Одним из способов решения этой задачи является изоляция наночастиц в инертных матрицах, в которых они не претерпевают агрегацию, «старение» и могут контролируемо высвобождаться с сохранением химического и фазового состава. В проекте для решения данной проблемы были использованы водорастворимые солевые капсулы. Предложен способ модификации оксидов и гидратированных оксидов железа (III), а также ферритов со структурой шпинели ZnFe2O4, LiFe5O8 природными полианионами – гуминовыми, фульвокислотами (ГК), а также производными полиэтиленгликоля, олеиновой кислотой. Получены суспензии поверхностно-модифицированных магнитных наночастиц для сопряжения с биологически активными молекулами и лекарственными препаратами. Получены комплексные данные об эффективности гипертермии in vitro на экспериментальных моделях культур опухолевых клеток. Даны рекомендации по выбору методики синтеза и условиям получения магнитных наночастиц для различных практических применений. Созданы предпосылки к разработке диагностических магнитоконтрастных нанопрепаратов для медицинской визуализации, основанной на контроле размера магнитного «ядра» препарата, гидродинамического радиуса наночастицы, покрытой биопротектирующим слоем, а также на увеличении времени жизни полученных химически – модифицированных наночастиц в физиологических жидкостях организма (в частности, в кровеносном русле). В результате выполнения проекта получены предпосылки для разработки и внедрения новых препаратов биосовместимых магнитных наночастиц, потенциально пригодных для биомедицинского использования. In the frame of project novel biocompatible magnetic nanomaterials for medical diagnostics, directed drug delivery and oncology problem solving were developed. Project deals with nanoparticles based on ferrites and iron (III) oxides of a different morphology. Physical – chemical peculiarities are found to obtain biocompatible magnetic nanomaterials with given properties, the search and development of new preparation methods of iron oxide – based nanomaterials are performed followed by their chemical, functional, microstructural characterization, models of the magnetic subsystem behavior are suggested depending on prehistory effects, biological response is analyzed for most important samples. One of the most serious problems of magnetic nanoparticle preparation seems to be their aggregation diminishing essentially their application advantages. To solve this problem isolation of the nanoparticles becomes important using matrixes preventing nanoparticle aggregation, ageing and allowing to evolve them in a controllable manner keeping phase and chemical composition unchanged. In the project, water soluble salt capsules were suggested as a practical solution. Also a method of modifying oxides and hydrated iron oxides, spinel ferrites like ZnFe2O4, LiFe5O8 with natural polyanions such as humic acids, PEG, oleic acid was developed. As a result suspensions of superficially modified magnetic nanoparticles were prepared to conjugate them with biologically active molecules and drugs. Complex data on hyperthermia applications in vitro were analyzed using tested lines of cell cultures. Important recommendations on the choice of preparation methods as well as preparation conditions were given depending on targeted practical applications of the magnetic nanomaterials. Finally, preconditions to the development of magnetic contrasts for medical visualization were found as based on the control of a magnetic core properties coated with a bioprotecting shell with a given hydrodynamic radii, and also on the increase of life of thus modified particles in physiological liquids such as blood vessels. The project has led to preconditions for the development and innovative applications of new types of magnetic nanomaterials suitable for a biomedical use.