Магнитные нанокольца представляют собой форму магнитных наночастиц , обычно изготовленных из оксида железа в форме кольца. Они имеют множество применений в области медицины и компьютерной техники. В экспериментальных испытаниях они обеспечивают более локализованную форму лечения рака, воздействуя на отдельные клетки, а не на общую раковую область тела, а также дают более четкое изображение опухолей за счет повышения точности идентификации раковых клеток. [1] [2] Они также позволяют использовать более эффективную и меньшую по размеру MRAM (память в компьютере), что помогает уменьшить размер технологии, в которой она находится. [3] Магнитные нанокольца могут быть изготовлены различного состава, формы и размера, используя гематитовые нанокольца в качестве базовой структуры. [4]
Экспериментально доказано, что магнитные нанокольца повышают точность лечения рака гипертермией и визуализации рака. [1] [2]
Многочисленные исследования показали, что магнитные нанокольца улучшают лечение рака с помощью магнитной гипертермии, воздействуя на раковые клетки и ограничивая количество нагревания окружающей среды, создавая тем самым более индивидуальное лечение. [1]
Магнитная гипертермия — это экспериментальный вариант лечения рака гипертермией, который использует уязвимость раковых клеток к высоким температурам, обычно 40–44 градуса Цельсия, чтобы инициировать гибель клеток. [5] [6] Магнитная гипертермия использует нагревательные свойства магнитного гистерезиса путем введения магнитных наночастиц в раковую область, а затем применяет переменное магнитное поле для проведения тепла. [5] [6] Использование магнитных наночастиц особенно полезно, поскольку они могут достигать участков тела, недоступных для поверхностной обработки (например, микроволн, ультразвука и радиации), и могут оставаться в раковой области в течение длительного периода времени. время, позволяющее проводить несколько сеансов лечения за одну инъекцию. [5] [6] Кроме того, можно легко контролировать количество тепла в зависимости от размера и формы магнитной наночастицы, и она может временно связываться с антителами для эффективного воздействия на опухоль. [5] [6] Хотя могут возникнуть опасения по поводу острой токсичности от использования посторонних металлов, доза значительно ниже диапазона острой токсичности, и исследования показали, что он безопаснее, чем другие методы, из-за его точности и эффективности в более низких пределах. диапазон температур. [5] [6]
Исследования также показали, что лечение гипертермии на основе магнитных нанокольцев можно использовать в сочетании с методами контрольных точек иммунной блокады, что является способом заставить иммунную систему организма атаковать раковую область. [6] [7] В частности, стимуляция реакции Фентона может более эффективно убивать раковые клетки и предотвращать рост новых. [6] [7] Реакция Фентона, реакция с участием ионов железа, функционирует путем преобразования кислой раковой среды в негостеприимную основную среду для раковых клеток. Следовательно, железосодержащие магнитные нанокольца особенно полезны для лечения рака. [7]
В прошлых методах лечения рака магнитной гипертермией использовались суперпарамагнитные наночастицы оксида железа (SPION) в форме сферы, которые неспецифически нагревали среду вокруг опухоли, убивая здоровые клетки. [1] Для сравнения, частицы оксида железа Vortex (VIP), магнитное нанокольцо, обеспечивают более контролируемую и точную внутриклеточную гипертермию. [1] Внутриклеточная гипертермия возникает, когда VIP проникает в клетку и нагревается изнутри, что обеспечивает еще более конкретную форму гипертермии. [1] VIP также могут создавать магнитный вихрь, когда магнитные моменты (мера интенсивности и направления магнетизма) VIP возникают в закручивающемся направлении внутрь под переменным магнитным полем. [1] Направление магнитных моментов внутрь, вызывает выделение тепла только внутри вихря, что позволяет использовать более эффективную и менее вредную форму лечения. [1]