Порівняльна оцінка магнітних властивостей та протипухлинного впливу суперпарамагнітних і феромагнітних наночастинок оксиду заліза в складі нанокомплексу з доксорубіцином

Abstract

Механомагнетохiмiчно синтезований магнiтний нанокомплекс (МНК) iз суперпарамагнiтних наночастинок (НЧ) оксиду залiза Fe₃O₄ та протипухлинного препарату доксорубiцину (ДР) має значно меншi магнiтний момент насичення та площу петлi магнiтного гiстерезису, нiж аналогiчний МНК з феромагнiтними НЧ. Однак для останнього притаманна менша коерцитивна сила. Для МНК, до складу якого входять суперпарамагнiтнi НЧ та ДР, величини g-фактора становлять 2,00; 2,30 i 4,00. Для МНК з феромагнiтними НЧ та ДР величина g-фактора дорiвнює 2,50, а iнтегральна iнтенсивнiсть сигналу електронного парамагнiтного резонансу на 61% бiльша. Суперпарамагнiтнi НЧ оксиду залiза Fe₃O₄ у складi МНК з ДР при магнiтнiй нанотерапiї тварин з карциносаркомою Уокер-256 iнiцiюють бiльш виражений протипухлинний вплив, нiж МНК, до складу якого входять феромагнiтнi НЧ з ДР. В перспективi суперпарамагнiтнi НЧ оксиду залiза Fe₃O₄ у складi нанокомплексу з ДР можуть бути використанi в тераностицi — методологiї, яка поєднує магнiтно-резонансну дiагностику та магнiтну нанотерапiю з використанням МНК одночасно як терапевтичний i дiагностичний агенти.

Механомагнетохимически синтезированный магнитный нанокомплекс (МНК) из суперпарамагнитных наночастиц (НЧ) оксида железа Fe₃O₄ и противоопухолевого препарата доксорубицин (ДР) имеет значительно меньшие магнитный момент насыщения и площадь петли магнитного гистерезиса, чем аналогичный МНК с ферромагнитными НЧ. Однако для последнего характерна меньшая коэрцитивная сила. Для МНК, в состав которого входят суперпарамагнитные НЧ и ДР, величины g-фактора составляют 2,00; 2,30 и 4,00. Для МНК с ферромагнитными НЧ и ДР величина g-фактора равна 2,50, а интегральная интенсивность сигнала электронного парамагнитного резонанса на 61% больше. Суперпарамагнитные НЧ оксида железа Fe₃O₄ в составе МНК с ДР при магнитной нанотерапии животных с карциносаркомой Уокер-256 инициируют более выраженное противоопухолевое влияние, чем МНК, в состав которого входят ферромагнитные НЧ с ДР. В перспективе суперпарамагнитные НЧ оксида железа Fe₃O₄ в составе нанокомплекса с ДР могут быть использованы в тераностике — методологии, которая сочетает магнитно-резонансную диагностику и магнитную нанотерапию, при этом МНК используется одновременно как терапевтический и диагностический агенты.

Mechano-magneto-chemically synthesized magnetic nanocomplex (MNC) of superparamagnetic iron oxide Fe₃O₄ nanoparticles (NP) and anticancer drug doxorubicin (DR) had significantly lower saturation magnetic moment and magnetic hysteresis loop area as compared to the MNC of ferromagnetic NP. However, the last was characterized by lower coercivity. MNC of superparamagnetic NP and DR had g-factors of 2.00, 2.30, and 4.00. MNC of ferromagnetic NP and DR had the g-factor of 2.50, and the integrated intensity of electron spin resonance signals was by 61% greater. Superparamagnetic iron oxide Fe₃O₄ NP in MNC with DR initiated a greater antitumor effect during magnetic nanotherapy of animals with carcinosarcoma Walker-256 as compared to the MNC composed of ferromagnetic NP and DR. In the future, superparamagnetic iron oxide Fe₃O₄ NP as a part of the nanocomplex with DR can be used in theranostics — a methodology that combines magnetic resonance diagnostics and magnetic nanotherapy using MNC both as therapeutic and diagnostic agents.