نابودکردن سلول‌های سرطانی با نانو‌ذرات داغ

هنگامی که این روش با دیگر روش‌ها مانند شیمی‌درمانی و پرتودرمانی ترکیب شود، خواهیم دید حرارت اعمال شده بر تومورها باعث افزایش اثربخشی پرتو درمانی و شیمی‌درمانی شده و در نتیجه باعث کاهش مقدار مؤثر مواد شیمیایی مصرفی یا میزان قرارگرفتن در معرض پرتو خواهد بود. اینجاست که نانو‌ذرات وارد میدان می‌شوند. این توپ‌های اکسیدآهن که قطر آنها فقط چند ده نانومتر است وقتی در معرض یک میدان مغناطیسی قوی قرار گیرد گرم می‌شود و هدف از این کار قرار دادن مستقیم تومورها در معرض گرماست.

تحقیقات در مرکز مطالعات نوترونی NIST نشان‌دهنده رفتار مغناطیسی جالبی بود که البته با منطق علمی تیم محققان در تضاد بود. اینها یافته‌هایی است که روی ذرات انتخاب شده برای درمان‌های خاص تاثیرگذار است. البته انتخاب درست نوع ذرات مهم است؛ زیرا بسته به ساختار آنها، مقدار گرمای متفاوتی بر تومورها اعمال می‌شود. بعضی نانو‌ذرات بسرعت گرم می‌شوند، در حالی که برخی دیگر به میدان مغناطیسی قوی برای گرم‌شدن نیاز دارند و گرم‌شدنشان طول می‌کشد.

سیندی دنیس یکی از متخصصان تیم تحقیقات می‌گوید: شما می‌خواهید نانو‌ذرات‌ مخصوصی برای سرطانی که قرار است درمان شود، طراحی کنید؛ خواه این سرطان موضعی بوده یا در تمام بدن منتشر شده باشد. میزان الکتریسیته مورد نیاز برای ایجاد میدان مغناطیسی 100 کیلووات یا بیشتر است که هزینه زیادی در بر خواهد داشت. ما می‌خواهیم با مهندسی کردن ذرات به کاهش این هزینه کمک کنیم.

دنیس می‌گوید اگر چه میدان مغناطیسی اعمال‌شده برای هایپرترمی 100 تا هزار بار کمتر از چیزی است که برای ام‌آرآی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما چون احتیاج به میدان مغناطیسی متناوب است در نتیجه به الکتریسیته بیشتری نیاز داریم. به این منظور محققان دو نوع نانوذرات اکسیدآهن را مورد مطالعه قرار دادند که ساختار داخلی‌شان با هم تفاوت داشت. در اولی کریستال‌های اکسیدآهن به طور منظم و شبیه آجرهای دیوار روی هم قرار داشتند و در دومی آرایش کریستال‌ها اتفاقی‌تر و تصادفی بود. هنگام قرار گرفتن این دو نوع در معرض میدان مغناطیسی نوع اول، به میدان مغناطیسی قوی‌تری نیاز بود و دیرتر گرم می‌شد؛ در حالی که نوع دوم با ساختار اتفاقی به میدان مغناطیسی ضعیف‌تر نیاز داشته و بسرعت در همان ابتدا گرم شد که برای متخصصان غیرمنتظره بود.

دنیس می‌گوید: مواد در مقیاس نانو اغلب رفتارهای غیرمنتظره‌ای دارند. ما امیدواریم این تحقیق به طراحی روش‌های درمانی بهتری برای سرطان منجر شود. سرطان موضعی را می‌توان با نانو‌ذرات و تحویل گرمای زیاد در محل تومورها درمان کرد، زیرا میدان مغناطیسی می‌تواند بر ناحیه کوچکی متمرکز شود.

phys.org / مترجم: آتنا حسن‌آبادی