Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета разработали наночастицы магнетита, покрытые оксидом цинка, которые могут служить контрастными веществами при магнитно-резонансной томографии (МРТ). Эта разработка позволит улучшить раннюю диагностику онкологических заболеваний. Информация о результатах исследования доступна на сайте « СПбГУ в деле».
Магнитно-резонансная томография (МРТ) с использованием контрастного вещества является одним из ключевых методов исследования в онкологии. Врачи нередко применяют эту процедуру для подтверждения или исключения диагноза. Контрастный препарат распределяется по тканям и позволяет выявить раковые клетки, делая их более заметными на изображениях, что облегчает их обнаружение специалистом.
По информации Дмитрия Ткаченко, лаборанта-исследователя СПбГУ (кафедры общей и неорганической химии) и студента второго года магистратуры по направлению «Химия», для использования в качестве контрастного агента при магнитно-резонансной томографии (МРТ) и диагностике опухолей сегодня применяют ионы гадолиния (в основном Gd 3+). Считается, что эти соединения безопасны для организма, поскольку взаимодействуют со специфическими молекулами. Тем не менее, результаты недавнего исследования, представленного в журнале Scientific Reports, указывают на то, что гадолиний способен проникать в клетки почек и вызывать значительные отклонения в их функционировании. Кроме того, у людей с патологиями сердечно-сосудистой системы или предрасположенностью к аллергическим реакциям прием контрастного препарата на основе гадолиния может спровоцировать нежелательные побочные эффекты.
Специалисты университета разработали нанокомпозиты, которые могут служить контрастным веществом для магнитно-резонансной томографии (МРТ) в качестве альтернативы гадолинию. Новая разработка позволит не только уменьшить риск возникновения побочных эффектов и расширить возможности проведения диагностики для большего числа пациентов, но и улучшить качество получаемых изображений, делая их более четкими и контрастными. Это, в свою очередь, поможет выявлять даже незначительные опухоли на начальных стадиях их развития.
Химики создали композиты, в состав которых входят наночастицы, состоящие из магнетита (Fe 3O4) — магнетит – это природное соединение, обладающее магнитными свойствами. Препараты для магнитно-резонансной томографии (МРТ) на его основе применялись в медицине ещё в двадцатом веке. Они демонстрировали неплохую эффективность, однако производство было прекращено из-за низкой стабильности частиц и, соответственно, ограниченного срока годности.
Исследователи из университета разработали метод повышения устойчивости контрастного вещества для томографии, основанного на магнетите. Для этого они синтезировали наночастицы магнетита и покрыли их слоем оксида цинка (ZnO) – соединения, безопасного для человека и используемого, в частности, в солнцезащитных средствах и детской косметике. Благодаря защитной оболочке из ZnO, магнетит сохраняет свои характеристики на протяжении длительного периода и демонстрирует повышенную эффективность.
Ученые из СПбГУ разработали нанокомпозиты, для которых характерно сокращение времени релаксации в определенном режиме магнитно-резонансной томографии: оно составляет 10–20 миллисекунд, в то время как у гадолиния – 100 миллисекунд. Использование магнетита, заключенного в оболочку из оксида цинка, позволяет ускорить регистрацию сигнала томографом в 5–10 раз. Благодаря этим характеристикам, новые разработки способны уменьшить продолжительность исследования и повысить детализацию изображений.
Онкологические заболевания занимают второе место по распространенности среди причин смерти в России и во всем мире. По данным на 2025 год, доля выявленных на ранней стадии случаев рака среди всех диагностированных составила 61,5%. В 2023 году этот показатель был равен 36,3%.
Магнитные наночастицы, покрытые оксидом цинка, могут существенно повысить эффективность ранней диагностики рака. Это позволит большему числу пациентов вовремя начать лечение и предотвратить развитие заболевания.
Разработанные химиками Санкт-Петербургского государственного университета наночастицы найдут применение в центрах магнитно-резонансной томографии. Они позволят обнаруживать новообразования на начальных этапах развития и с высокой точностью определять размеры опухоли, что необходимо для ее последующего удаления.
Медицинские научные исследования поддерживают реализацию национального проекта «Новые технологии сбережения здоровья». Проект предусматривает, в частности, комплекс мероприятий, направленных на обеспечение независимости в сфере производства лекарств, биомедицинских клеточных продуктов, продуктов тканевой инженерии и медицинских изделий.
Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ