Международная команда ученых из Бразилии и Португалии разработала инновационный магнитный нанокомпозит, предназначенный для двойного удара по раку кости. Этот материал не только уничтожает раковые клетки, но и способствует последующему восстановлению костной ткани. Новая разработка, описанная в журнале «Magnetic Medicine», представляет собой структуру типа «ядро–оболочка», где наночастицы оксида железа заключены в тонкое покрытие из биоактивного стекла. Такая конструкция позволяет материалу генерировать тепло под воздействием магнитного поля, оставаясь при этом прочно связанным с костной тканью.
По словам исследователей, объединение этих двух функций – уничтожения опухоли и регенерации ткани – в одном материале долгое время оставалось серьезной проблемой. Новый подход совмещает магнитный нагрев для терапии рака со свойствами, стимулирующими рост кости. «Магнитные биоактивные нанокомпозиты очень перспективны для терапии рака кости, поскольку они могут одновременно удалять опухоли с помощью магнитной гипертермии и поддерживать рост новой костной ткани, – говорит доктор Анжела Андраде, ведущий автор исследования. – Мы обнаружили, что возможно достичь как высокой намагниченности нанокомпозита, так и сильной биоактивности в одном и том же материале, что долгое время было сложной задачей в этой области».
Чтобы проверить, как материал поведет себя в организме, ученые поместили нанокомпозиты в жидкость, имитирующую состав плазмы крови. В этих условиях частицы быстро начали формировать на своей поверхности апатит – минерал, который по своему составу очень близок к неорганической части натуральной кости. Такое быстрое образование минерального слоя говорит о том, что материал сможет хорошо срастаться с костью после имплантации. Исследователи также сравнили несколько вариантов нанокомпозита и выяснили, что версия с более высоким содержанием кальция показала наилучшие результаты. «Среди протестированных составов именно тот, что содержал больше кальция, продемонстрировал самую быструю скорость минерализации и самый сильный магнитный отклик, что делает его идеальным кандидатом для биомедицинского применения», – поделилась Андраде.
Принцип действия материала основан на его составных частях. Ядро из оксида железа обеспечивает магнитные свойства. При помещении в переменное магнитное поле оно способно производить локализованное тепло, достаточное для повреждения или полного уничтожения раковых клеток. Этот процесс, известный как магнитная гипертермия, нацелен на опухоль, минимизируя вред для окружающих здоровых тканей. В то же время оболочка из биоактивного стекла играет ключевую роль в заживлении. Она стимулирует регенерацию окружающей костной ткани, создавая стратегию лечения, которая решает обе задачи – удаление опухоли и структурное восстановление – за одну процедуру.
В целом, исследование знаменует собой важный шаг в развитии «умных» наноматериалов для онкологии и регенеративной медицины. «Это исследование дает новое понимание того, как химия поверхности и структура влияют на эффективность магнитных биоматериалов, – добавила Андраде. – Полученные результаты открывают новые перспективы для разработки все более совершенных многофункциональных материалов, которые будут одновременно безопасными и эффективными для клинического использования». Объединив мощные магнитные свойства с высокой биоактивностью, эти нанокомпозиты указывают путь к будущим методам лечения, которые позволят лечить опухоли костей и восстанавливать поврежденные ткани с помощью одной минимально инвазивной процедуры.
