Как это работает? Наночастицы, прикрепленные к "проблемным" клеткам, прицельно нагреваются лазером, и под локальным тепловым воздействием опухоль разрушается. А для того, чтобы они не блуждали случайным образом по организму и не раздражали иммунную систему, их покрывают специальными веществами. Эти вещества распознаются рецепторами раковых клеток, и наночастицы закрепляются на опухоли.
Ученые уже умеют контролировать нагрев частиц так, чтобы "сжигать" раковые клетки очень точечно, не затрагивая здоровые ткани. При этом большинство специалистов как основной материал использовали золото: оно хорошо поглощает инфракрасное излучение. Однако контролировать нагрев золотых наночастиц достаточно сложно. Решить проблему позволил кремний. Исследователи выяснили: его наночастицы легко нагревать и мерить их температуру в режиме реального времени. Результаты подтверждены экспериментально.
- Принцип нагрева кремния похож на принцип нагрева в микроволновке. Мы лишь перенесли его на наномасштаб. Оказалось, что кремниевые наночастицы очень эффективно поглощают ИК-излучение за счет особых свойств их резонансов, - говорит Георгий Зограф с кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО. - До нас никто не рассчитывал, что наночастицу кремния можно использовать и в качестве нагревателя, и как нанотермометр.
Наночастицу кремния можно помещать в живую ткань, облучать, сжигать выделяемым теплом опухоль и одновременно с этим динамически контролировать температуру в естественных условиях. Подобные исследования начались всего лишь 10 лет назад. Вполне возможно, что еще через 10 лет такие нанохирургические операции станут рутиной. Статья об открытии петербургских ученых вышла в престижном научном журнале Nano Letters.
Светлана Варфоломеева, замдиректора Института онкологии, радиологии и ядерной медицины ННПЦ ДГОИ имени Дмитрия Рогачева, профессор, доктор медицинских наук:
- Подобные исследования с использованием разных материалов проводятся во многих странах мира не первый год. Тут очень важно найти именно тот материал, который даст положительный эффект не только в эксперименте, но и в клинике. Коллеги из Петербурга используют кремний. По их мнению, он себя оправдал. Но это не значит, что завтра в онкологической практике появится предложенная методика. Однако очень хочется верить, что надежная преграда раку будет найдена.