Isı ile Kanser Hücrelerini Öldürmek için Nanoparçacıklar
Fotoğraf : Düzgün bir biçimde yığılmış iç yapıya (solda) sahip olan demir oksit nanoparçacıkları, ısınması beklenenden daha güçlü bir manyetik alana ihtiyaç duyarken, daha gelişigüzel düzenlenmiş olanlar zayıf bir alanda bile daha hızlı ısınırlar.
Isı belirli kanser türlerini öldürmenin anahtarı olabilir ve Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’ndeki bilim adamlarınında dahil olduğu bir ekibin yaptığı yeni araştırmalar, ısıyı doğrudan kanserli tümörlere iletebilmek için kullanılabilecek manyetik nanopartiküllerin tasarımını optimize etmeye yardımcı olması beklenmedik sonuçlara yol açtı.
Radyoterapi veya kemoterapi gibi diğer tedavilerle kombine edildiğinde, direkt olarak tümörlere uygulanan ısı bu tür tedavilerin etkinliğini artırmaya yardımcı olur ve gerekli kimyasal veya radyasyon dozunu azaltır.
Manyetik nanopartiküllerin devreye girdiği yer burası. Sadece birkaç tane on nanometre çapında demir oksit topları, güçlü bir manyetik alana maruz kaldıklarında ısınırlar. Amacı ısıyı doğrudan tümörlere getirmektir. Bir kısmı NIST Nötron Araştırma Merkezi’nde (NCNR) gerçekleştirilen materyal araştırması, , bilimsel bir ekip için mantık dışı gelebilecek manyetik bir davranış – hangi parçacıkların belirli bir tedavi için seçileceğini etkileyecek bir bulgu- ortaya koydu.
Doğru türdeki parçacıkları seçmek önemlidir, çünkü yapılarına bağlı olarak kansere farklı bir ısı dozu verdikleri için. Bazıları başta çabucak ısınırken, bazıları daha güçlü bir manyetik alan gerektiriyor, ancak sonuç olarak daha fazla ısı iletiyorlar.
NIST’ te çalışan Cindi Dennis, “Nanopartiküllerini tedavi ettiğiniz kanser türüne göre dizayn etmek istersiniz – lokalize veya vücuda yayılmış olsun “diyor. “Alan yaratmak için gerekli olan elektrik miktarı 100 kilovat ya da daha fazla olabilir, bu çok masraf gerektirir, bu yüzden en iyi işi yapacak parçacıkların mühendisine yardımcı olmak istiyoruz “dedi.
Hipertermi için uygulanan manyetik alan, MRI görüntüleme için tipik olarak kullanılanın 100 ila 1000 kat daha zayıf olmasına rağmen, daha fazla güç gerektiren alternatif bir alan (manyetik polarite hızlı geçiş yapar) diyor.
Johns Hopkins Üniversitesi Tıp Fakültesi, Manitoba Üniversitesi ve endüstrideki çalışanlardam oluşan bir ekip, her biri farklı bir iç yapısına sahip iki tür demir oksit nanopartikülünü inceledi. Birinde demir oksit kristalleri, bir duvardaki tuğlalar gibi düzgün şekilde istiflenir; diğerinde düzenleme oyun parkurundaki toplar gibi gelişigüzel olur. Her iki türe alternatif bir manyetik alan uygularken ekip, düzgün şekilde istiflenmiş olanların ısınması beklenenden daha güçlü bir alana ihtiyaç duyduğunu keşfetti; bu arada gelişigüzel dağıtılan partiküller alan hala zayıf olsa bile daha hızlı ısındı.
Bu nanoparçacıkların neden garip bir şekilde hareket ettiğini anlamak için NCNR’ye bir gezi düzenledi. Nötron deneyleri, parçacıklarda farklı boyut ve şekillerde bölgeler gösterdi. Her bölgede, manyetik momentler adı verilen ve aynı yöndeki noktalar benzerdir. Fakat bölgeler kendi aralarında değil. Bölgeler arasındaki bu beklenmedik davranış, nanoparçacıkların bir manyetik alana verdiği tepkiyi derinden etkilemektedir. ”
“Malzemeler genellikle nano ölçekte beklenmedik bir şekilde davranıyor ve burada başka bir toff örneği var “diyen Dennis,” Daha iyi kanser tedavileri tasarlamaya yardımcı olacağını düşünüyoruz. Lokalize bir kanser, alan çok küçük bir bölgeye odaklanabildiğinden çok fazla ısı veren nanopartiküller ile tedavi edilebilir. ”
Kaynak : phys.org
