Tai yra mokslo populiarinimo konkurso darbas. Daugiau informacijos apie konkursą rasite čia.
Magnetizmas medicinoje taikomas jau ne vieną dešimtmetį, tačiau pastaruoju metu mokslui žengiant į priekį ir įvaldžius technologijas, leidžiančias sintetinti ypač mažas nanometrų dydžio magnetines struktūras, atsiranda naujų pritaikymo sričių. Tą įrodo ir 2016 metais išspausdintas apžvalginis straipsnis, teigiantis, kad magnetinėmis nanodalelėmis domisi ir ne viena tarptautinį pripažinimą turinti organizacija, pavyzdžiui: JAV Aplinkos apsaugos agentūra, Pasaulio sveikatos organizacija, Europos Komisija, Ekonominio bendradarbiavimo ir plėtros organizacija. Taip pat šios organizacijos remia ir skatina tolesnius tyrimus siekiant surinkti daugiau informacijos apie magnetinių nanodalelių naudą bei keliamus pavojus.
Daugiausia mokslininkų ir kitų sričių specialistų dėmesio sulaukia magnetinės geležies oksido nanodalelės. Yra žinomi 8 geležies oksidai, iš kurių plačiausiai ištirti ir dėl savo unikalių biocheminių, magnetinių bei kitų savybių naudojami magnetitas (Fe3O4), maghemitas (Fe2O3) ir hematitas (α-Fe2O3). Taip pat daug susidomėjimo sulaukia magnetito atmainos, vadinamieji feritai, kurių sudėtyje yra kobalto, cinko arba nikelio.
Visos šios išvardintos struktūros pasižymi geru biosuderinamumu, tai reiškia, kad nėra žalingos organizmui. Tai logiška atsižvelgiant į tai, kad tiek kobalto, tiek geležies, tiek cinko nemažai aptinkama ir žmogaus organizme. Kiek kitokia situacija dėl nikelio, nes, kaip žinoma, tai toksiškas metalas. Norint išvengti galimos žalos organizmui, paprastai nanodalelės papildomai yra padengiamos įvairiomis mūsų organizmui draugiškomis medžiagomis, taip sumažinant galimą žalą, ir tuomet net toks toksiškas metalas kaip nikelis gali būti panaudojamas tam tikrą laiką. Taip ir panašiais metodais paruoštos magnetinės nanodalelės gali būti taikomos medicinoje. Pagrindinės dvi taikymo kryptys yra magnetinio rezonanso vaizdinimas bei hiperterminiai gydymo metodai.
Magnetinio rezonanso vaizdinimas
Magnetinio rezonanso vaizdinime magnetinės nanodalelės naudojamos kaip kontrastiniai agentai. Tai reiškia, kad jos yra panaudojamos norint aptikti ir išryškinti konkrečias mūsų organizmo dalis. Priklausomai nuo dalelių dydžio ir įvedimo į organizmą vietos, jos skirtingai pasiskirsto audiniuose. 2006 metais išspausdintame apžvalginiame straipsnyje teigiama, kad šiuo metu magnetinės nanodalelės yra naudojamos atliekant kepenų ir limfmazgių magnetinio rezonanso vaizdinimą.
Tikimasi, kad magnetines nanodaleles bus galima pritaikyti ir plačiau, vaizdinant kitas organizmo dalis, nes šiuo metu aptartoje srityje yra atliekama daug tyrimų. Pagrindinė problema, kurią bandoma išspręsti, – per didelis reikiamas dalelių kiekis norint pasiekti gerą vaizdinimo kokybę.
Hiperterminiai gydymo metodai
Hipertermija – išvertus iš graikų kalbos reiškia perkaitimą. Tai vienas gydymo metodų, kai temperatūra yra pakeliama specifinėse organizmo dalyse, nepakeičiant viso organizmo temperatūros. Šis gydymo metodas yra daug žadantis kovojant su vėžinėmis ligomis. Žinoma, kad vėžinės ląstelės yra jautresnės temperatūros pokyčiams nei sveikos. Tuo pasinaudojant galima kovoti su vėžiu tiesiog kaitinant tas organizmo dalis, kuriose yra išplitusios vėžinės ląstelės.
Magnetinės nanodalelės šiuo atveju gali būti panaudotos kaip šilumą išskiriančios medžiagos, nes panaudojant stiprų kintamą magnetinį lauką galima priversti jas įkaisti. Išskiriamas šilumos kiekis priklauso nuo naudojamo magnetinio lauko stiprumo, taip pat pačių magnetinių dalelių savybių, kurias daugiausia lemia jų dydis.
Etiene'o Duguet ir kt. straipsnyje rašoma, kad vėžines ligas galima gydyti pasiekus 42–45 laipsnių pagal Celsijų temperatūrą. Tai yra švelnus hipertermijos variantas, kurį kontroliuoti nėra labai sudėtinga. Kitas, sudėtingesnis, hiperterminio gydymo variantas būtų naudojant aukštesnę 46–56 laipsnių temperatūrą, kai būtų pasiekiamas kur kas didesnis gydymo efektyvumas, tačiau kol kas toks gydymo metodas dar nėra pakankamai išmėgintas ir kyla per didelė organizmo perkaitimo grėsmė.
Tolesni magnetinių nanodalelių pritaikymo medicinos tikslais tyrimai turėtų suteikti žinių, kaip efektyviau panaudoti hiperterminį gydymo metodą, pasiekiant ir sėkmingai kontroliuojant norimą temperatūrą, taip pat kaip efektyviau pritaikyti magnetines nanodaleles kaip kontrastines medžiagas magnetinio rezonanso vaizdinime. Be abejo, tęsiant tyrimus, atliekamus su magnetinėmis nanodalelėmis, galima tikėtis, kad atsiras ir daugiau galimų jų pritaikymo būdų medicinos tikslais.
