Рост заболеваемости раком подталкивает медицину к разработке методов, которые позволяют максимально точно воздействовать на опухоль и минимизировать повреждение здоровых тканей. По данным Всемирной организации здравоохранения, в 2022 году в мире было зарегистрировано около 20 миллионов новых случаев рака, а число смертей составило около 9,7 миллионов. К 2050 году ожидается увеличение заболеваемости примерно на 77%[1].
Одним из перспективных направлений лечения онкологических заболеваний является методов фототермальная терапия: наночастицы, способные поглощать инфракрасный свет, накапливаются в опухоли и при облучении лазером превращают световую энергию в тепло, локально уничтожая опухолевые клетки. Параллельно развивается идея радиосенсибилизации опухоли: материалы на основе тяжелых атомов способны усиливать эффект радиотерапии за счет поглощения излучения в окрестности опухоли. Ряд наноматериалов способны осуществлять терапию с использованием обоих подходов, прежде всего наночастицы золота. В недавней статье ученых, опубликованной в высокорейтинговом журнале Advanced Functional Materials, предлагается альтернативный материал для обоих терапий на основе нитрида гафния (HfN). В работе принимали участие исследователи ИТЭБ РАН, ИБХ РАН, НИЯУ МИФИ, Сеченовского университета и Университетов Уппсалы и Марселя.
Наночастицы нитрида гафния обладают более выгодными оптическими характеристиками для неинвазивной фототермальной терапии, низкой токсичностью и стоимостью материала. Главной трудностью ранее оставался их химический синтез, проводимый при очень высоких температурах и с низким выходом. Российским исследователям удалось разработать новый метод получения HfN с помощью ультракороткой лазерной абляции мишени нитрида гафния в жидкости.
Полученные таким образом наночастицы имели необычные оптические свойства: включение оксидных дефектов привело к выраженному поглощению ими в ближнем инфракрасном диапазоне. Спектр поглощения покрывал длины волн от 800 до 1400 нм, то есть работал в “зоне прозрачности” биологической ткани — диапазоне, в котором возможно проводить фототермическую терапию. При облучении лазером с длиной волны 808 нм эффективность преобразования света в тепло достигала 60%. Полученные частицы накопились в опухолевой ткани после внутривенного введения и усилили эффект как фототермальной, так и радиотерапии на мышах. Материал также подтвердил свою низкую токсичность.
Сами исследователи комментируют эту работу таким образом: “Это исследование завершает цикл работ по созданию альтернативы золотым наночастицам для биомедицины на основе нитридов переходных материалов. Ранее мы уже показывали что нитриды титана и циркония могут использоваться для фототерапии. Тем не менее, двухмодальная терапия была возможна только для нитрида гафния и мы рады, что этот материал показал низкую токсичность и потенциально применим для терапии онкологических заболеваний.”
Источник: Julia S. Babkov, Ivan V. Zelepukin, Lyubov V. Gorelik, Anton L. Popov, Andrei I. Pastukhov, Gleb V. Tikhonowski, Maxim S. Savinov, Danil D. Kolmanovich, Nikita A. Pivovarov, Alina Yu. Kapitannikova, Anton A. Popov, Anna S. Sogomonyan, Vsevolod A. Skribitsky, Aziz B. Mirkasymov, Andrei V. Kabashin, Sergey M. Deyev. Laser Engineering of HfN-Based Nanoparticles for Safe NIR-I Photothermal and X-ray Enhancing Cancer Therapies. Advanced Functional Materials, 2026; 0:e29532
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.202529532
Галерея
