Как наночастицы оксида железа могут помочь в лечении тромбоза

Тромбоз — серьезное заболевание, при котором в кровеносных сосудах образуются сгустки крови, называемые тромбами. Тромбы могут нарушать кровоток, вызывать боли, отеки, воспаления и даже приводить к инфаркту миокарда или инсульту. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), тромбоз является одной из основных причин смерти в мире.


Существующие методы лечения тромбоза включают в себя применение антикоагулянтов (лекарств, предотвращающих свертывание крови), тромболитиков (лекарств, растворяющих тромбы) и хирургическое удаление тромбов. Однако эти методы имеют ряд недостатков, таких как побочные эффекты, риск кровотечений, неэффективность при глубоких тромбах и высокая стоимость.

Студентка 4 курса физико-технического факультета Северо-Кавказского федерального университета (СКФУ) Светлана Орехова предложила новый способ лечения тромбоза с помощью магнитных наночастиц оксида железа Fe3O. Она утверждает, что такой подход более эффективен, безопасен и дешев по сравнению с традиционными методами.

Оксид железа Fe3O4 — сложный оксид, который содержит ионы железа (II) и железа (III). Он обладает магнитными свойствами и может быть использован для мечения клеток и отслеживания их в организме с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ). Наночастицы оксида железа имеют размер порядка 10 нм и могут проникать в клетки и ткани без повреждения.

Светлана Орехова предлагает использовать комплексные микроэмульсии — дисперсные системы, состоящие из двух несмешивающихся жидкостей (воды и масла), стабилизированных поверхностно-активными веществами (ПАВ) — капли которых содержат наночастицы оксида железа Fe3O4.   Микроэмульсии имеют размер капель от 10 до 100 нм и обладают высокой стабильностью и биосовместимостью.

Суть метода заключается в том, что микроэмульсии с наночастицами оксида железа вводятся в кровоток пациента с тромбозом. Под действием магнитного поля, создаваемого специальным устройством, наночастицы перемещаются к месту расположения тромба и проникают в его структуру. Затем под воздействием высокочастотного электромагнитного поля наночастицы нагреваются и разрушают тромб, не повреждая окружающие ткани. После этого наночастицы выводятся из организма естественным путем.

По расчетам Светланы Ореховой, такой подход более эффективен, чем когда к тромбам подводят крупные и твердые магнитные частицы в 50 нм, не окруженные биосовместимым препаратом. В этом случае частицы не могут проникнуть в тромб и разрушить его изнутри, а также могут вызвать токсичность и воспаление.

В СКФУ уже провели компьютерное моделирование предложенного метода и разработали несколько вариаций устройств, которые бы создавали необходимое магнитное поле. Среди них — переносной магнитный пояс, магнитный нарукавник и магнитный браслет. Эти устройства могут быть использованы для лечения тромбоза в различных частях тела, таких как конечности, сердце и головной мозг.

Проект Светланы Ореховой победил в конкурсе «Студенческий стартап» в рамках федерального проекта «Платформа университетского технологического предпринимательства». Этот проект направлен на поддержку и развитие инновационной деятельности студентов, аспирантов и молодых ученых. Светлана Орехова получила грант в размере 500 тысяч рублей на реализацию своей идеи.

Студентка надеется, что ее метод лечения тромбоза с помощью магнитных наночастиц оксида железа Fe3O4 будет успешно протестирован на животных и людях и найдет свое применение в клинической практике. Она считает, что ее проект может способствовать повышению качества жизни и здоровья миллионов людей, страдающих от тромбоза.