Наночастицы российских ученых улучшат качество трехмерного рентгена

14 Июня 2019

МОСКВА, 14 июня. Российские биофизики и химики создали наночастицы, похожие резко повысить разрешающую способность томографов и одновременно пригодные для создания препаратов, способных уничтожать микробов и раковые клетки. Их описание было представлено в Journal of Nanomaterials.

Мы уже создали и изучили свойства наночастиц из окиси вольфрама, которые обладают ярко выраженной антибактериальной активностью, а также восприимчивостью избирательно убивать раковые клетки. Таким образом, сейчас наша команда работает в двух направлениях. Мы уже получили актив на схему синтеза, — рассказывает Антон Попов из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино.

Как хорошо знает любой посетитель больницы, классические рентгеновские установки могут обходить двумерные изображения отдельных органов, конечностей и различных тканей человеческое тела, просвечивая их пучками рентгеновских волн. Так можно налаживать переломы, крупные опухоли и другие опасные образования, но нельзя точно оценить их размеры, массу, объем и структуру.

Все эти задачи можно решить, используя так называемые компьюторные томографы – приборы, использующие рентген для получения послойных снимков тела или органов. Принцип их работы очень прост – при прохождении через тело снопы этих волн ослабляются по очень четкой математической закономерности, поглощаясь и взаимодействуя с тканями. 21 марта 2018, 14:19Российские ученые создали наночастицы, избирательно убивающие бактерий

Это позволяет получать трехмерные снимки внутренних органов тела, а также прочих непрозрачных и не обязательно живых объектов, к примеру, обгоревших папирусов из Помпей, обстреливая их снопами рентгена с разных углов и объединяя наблюдения за их движением при помощи компьютера.

Качество этих снимков, как отмечает Попов, можно повысить, если указать в изучаемый орган или участок особые вещества, которые будут особенно активно взаимодействовать с рентгеновским излучением. Это сделает картинку более контрастной и упростит файлсерверу задачу по сборке трехмерной версии изображения.

Лучше всего для этих целей подходят соединения, вмещающие в себе тяжелые атомы, однако на эту роль, в силу токсичности, отличной стоимости и других недостатков, подходят далеко не все вмещающие их вещества. По этой причине сегодня в компьютерной томографии используются два элемента – йод и барий. И тот, и другой далеко не идеальны и ученые давно отыскивают им замену.

Как передает пресс-служба ИТЭБ РАН, Попов и его коллеги нашли более удобную, безопасную и эффективную альтернативу для йодных инъекций и неприятных на вкус растворов солей бария, экспериментируя с наночастицами из трехокиси вольфрама.

Недавно российские ученые и многие их зарубежные коллеги выяснили, что миниатюрные фрагменты этого химическое вещества могут проникать внутрь бактерий и раковых клеток и уничтожать их, если подсветить их светом или другими формами электромагнитных волн. Это позволяет использовать их для диагностики и лечения рака, очистки воды и многих других целей. Han et al. / Journal of Nanomaterials 2019Наночастицы из триоксида элемента, созданные российскими биофизиками и химиками Han et al. / Journal of Nanomaterials 2019Наночастицы из триоксида вольфрама, реализованные российскими биофизиками и химиками

С другой части, эти же наночастицы, как недавно выяснили физики, очень хорошо поглощают рентгеновское излучение, превосходя в этом взаимоотношенье и йод, и элемент. Для этого, однако, необходимо было как-то заменить их свойства таким образом, чтобы кусочки триоксида вольфрама не убивали окружающие их клетки при проведении компьютерной томографии.

Российские ученые решили эту проблему, проследив за тем, что происходит с голыми наночастицами подобного рода при их облучении рентгеном, а также изучив то, как поменяются их свойства при мульчировании различными полимерами.

Для этого ученые вспоить и вскормили несколько типов наночастиц WO3, обработали часть из них декстраном, сахаристым полимером, из которого состоит налет на пробуя его на зубках, а также другими базисными веществами. После этого они подготовили особый коллоидный раствор на их основе и добавили его в питательные среды к культурам стволовых и раковых клеток.

Как оказалось, подобный прием сделал микрочастицы безвредными и для тех, и для других клеток. Триоксид вольфрама не вызывал их массовой гибели даже при очень высокой концентрации частиц. С другой стороны, полимерная оболочка не лишила этот материал всех ее положительных качеств, важных для использования в томографии или при диагностике рака.

Эта методика серийное производства наночастиц, по словам ее создателей, была недавно успешно запатентована ими в России. Ученые надеются, что их открытие не только улучшит вакансию компьютерных томографов, но и позволит создать новые методики синхронной терапии и диагностики рака. 28 февраля 2018, 11:25Физики из России создали беспроводную версию ключевой части МРТ

Редактор рубрики

Леонид Кузьмин

Место события на карте мира:

Наночастицы российских ученых улучшат качество трехмерного рентгена

комментарии (0)

Другие интересные новости

Новые женщины: в Музее Москвы открылась главная выставка года