ИСТИНА

Нанохимия магнитных материалов – одно из наиболее активно развиваемых направлений современной науки, в последние годы привлекает все большее внимание исследователей из различных областей химии,физики, биологии и медицины. Магнитные свойства наночастиц определяются многими факторами, среди которых следует выделить химический состав, тип кристаллической решетки и степень ее дефектности,размер и форму частиц, морфологию (для частиц с комплексной структурой), взаимодействие частиц сокружающей их матрицей и соседними частицами. Изменяя размеры, форму, состав и строение наночастиц, можно в определенных пределах управлять магнитными характеристиками материалов на ихоснове. Однако контролировать все эти факторы при синтезе примерно одинаковых по размерам и химическому составу наночастиц удается далеко не всегда, поэтому свойства однотипных наноматериалов могут сильно различаться. Создание унифицированных протоколов получения нанодисперсий магнитных наночастиц, а так же комплексное исследование соотношения магнитные свойства - строение позволит контролировано получать материалы с заданными свойствами. С точки зрения биомедицинского применения (МРТ диагностика, гипертермия опухолей) магнитные наноматериалы должны удовлетворять ряду, иногда труднодостижимых критериев: узкое распределение по размеру, коллоидная стабильность в физиологических условиях, стабильность при хранении и т.п.Также немаловажным фактором является воспроизводимость синтетической процедуры от эксперименту к эксперименту. Вследствие высокой удельной намагниченности и возможности функционализации поверхности, магнитные наночастицы на основе оксида железа (МНЧ) являются перспективным материалом для разработки как опухоль селективных МРТ-контрастирующих агентов, так и различных конструкций на основе МНЧ для адресной доставки лекарственных средств и противоопухолевой терапии методом локальной гипертермии. Кроме того, типичные значения релаксивности для магнитных наночастиц на порядок выше, чем соответствующие значения для используемых повсеместно в клинике контрастных агентов на основе хелатных комплексов гадолиния, что позволяет существенно снизить дозировкудиагностического препарата и уменьшить его стоимость. Коллоидные растворы наночастиц чистого железа крайне нестабильны, окисляются на воздухе и в сухом виде пирофорны, поэтому чаще всего используют наночастицы оксида железа Fe3O4 или γ-Fe2O3, обладающие схожими магнитными свойствами. Но данные препараты также имеют целый ряд недостатков: высокая токсичность, склонность к быстрой агрегации в физиологических условиях, трудности функционализации поверхности.

Были изучены физико-химические свойства нанодисперсного оскисида железа в оболочке из неорганических материалов, а именно наночастицы магнетит-золото (пять образцов, различной формы и размера), наночастицы магнетит-кремний (пять образцов различной формы и размера) и сферические наночастицы магнетит-углерод (два образца). Для всех образцов были изучены размер ядра магнетита и толщина оболочки, а также размер полученных наночастиц типа ядро-оболочка. Былаизучена коллоидная стабильность наночастиц магнетита в неорганической оболочки в течении длительного времени (30 и более дней). По результатам проведенных физико-химических испытаний были выбраны потенциально наиболее перспективные материалы в качестве предполагаемых гибридных бифункциональных магнитных наноматериалов: образец магнетит-золото сферической формы, диаметром 22±3 нм, образец магнетит-золото сферической формы, диаметром 26±3 нм, и образец сферичской формы магнетит-кремний диаметром 9±1 нм. В ходе исследований были разработаны методы нанесения бифункционального производного полиэтиленгликоля на поверхность наночастиц магнетита с образованием ковалентной связи с лигандом. Также были разработаны методы функционализации поверхности наночастиц магнетит-золото бифункциональным производным полиэтиленгликоля, содержащим тиольную группу для связывания с поверхностью золота, с образованием ковалентной связи сера – золото, а также имеющего в своем составе карбоксильную группу обеспечивающую функциональность полученных материалов. ГБМН успешно прошли все испытания, продемонстрировали хорошие магнитные свойства, а также высокую стабильность в водном растворе. Была исследована цитотоксичность на трех клеточных линиях человека, эксперименты показали низкую цитотоксичность гибридных бифункциональных магнитных наноматериалов. Была продемонстрирована низкая острая токсичность на грызунах; Была продемонстрирована возможность использования ГБМН в качестве контрастного агента для проведения МРТ на здоровых и поврежденных раком органах грызунов.