Одной из основных проблем лечения онкологических больных являются побочные эффекты химиотерапии, вызываемые противоопухолевыми препаратами. При их системном введении менее одного процента препарата достигает цели (опухолевых клеток), тогда как основная часть поражает здоровые ткани организма, вызывая серьёзные осложнения.
Изменить ситуацию можно путём разработки  управляемых носителей препаратов и создания на их основе систем целевой доставки. Целевая доставка лекарственных препаратов является приоритетным направлением современной фармакологии. На сегодняшний день существует два подхода к нацеливанию фармпрепаратов; физический, основанный на физических свойствах выбранного носителя и биологический, путём ассоциации лекарственного вещества с антителами, иммунолипосомами и т.д., которые обладают высокой специфичностью к патологическому очагу и обеспечивают тропность всей конструкции [1].
Среди разрабатываемых способов целевой доставки лекарственных препаратов перспективным является использование наночастиц, обладающих магнитными свойствами, как магнитоуправляемого носителя того или иного лекарственного препарата.
Целью данного исследования было изучение принципиальной возможности магнитоуправляемой доставки наночастиц Fe3O4 постоянным внешним магнитным полем в естественных гемодинамических условиях сосудистой системы крысы.
В работе использовали нанопорошок Fe3O4, полученный механохимическим способом в отделе структурной макрокинетики института мониторинга климатических и экологических систем ТНЦ СО РАН. Методом электронной микроскопии установлено, что частицы данного порошка имеют преимущественно сферическую форму и размеры 10?1,5 нм.
Из всех производимых в ОСМ ТНЦ СО РАН наноматериалов различного качественного состава наночастицы Fe3О4 обладают наибольшей удельной намагниченностью, чем и определяется выбор их для разработки магнитоуправляемых систем целевой доставки.
Приготовление раствора нанопорошка Fe3O4 для внутривенного введения осуществляли специальным способом. Концентрация железа в приготовленном растворе определена рентгенофлуоресцентным методом (НАЦ ТПУ). Использовали для внутривенного введения раствор нанопорошка Fe3O4 с концентрацией железа – 4,8?1,2*10-3 г/мл, т.е.~5 мг/мл, в пересчёте на вес нанопорошка 7 мг/мл. Методом лазерной дифракции установлено, что линейный размер наночастиц Fe3O4 в растворе после центрифугирования не превышает 70 нм (НИПИ Нефти ТНЦ СО РАН).
Исследование проводилось на 15 беспородных белых крысах самцах, с средней массой 150,6±30,2 г, из которых были сформированы 2 группы: группа интактных животных (3 крысы) и опытная группа с внутривенным введением раствора нанопорошка Fe3O4 (12 крыс).
Шести крысам из опытной группы предварительно подкожно, в области левой почки (L3-L5 по паравертебральной линии) размещали постоянный магнит FeNdB (Н=0,38 Тл). Опытным животным внутривенно вводили стабилизированный раствор нанопорошка Fe3O4 в объеме 1 мл (0,05 гFe3O4/кгмассы тела).
Животные выводились из эксперимента путём декапитации через 3 ч после инъекции раствора нанопорошка. Для анализа в данной работе использовались: почка и печень. Материал для гистологического исследования фиксировали в 10% водном растворе формалина 24 ч при 20°С. Проводку гистологического материала осуществляли стандартным методом по Меркулову [2]. Исследованные органы заключали в парафин. Всего было изготовлено 30 парафиновых блоков, из которых были приготовлены срезы толщиной 5 мкм. На срезах проводилась гистохимическая реакция по методу Перлса, после чего они докрашивались гематоксилином и эозином. Метод Перлса применяется для выявления в ткани Fe(III). Положительная реакция свидетельствует о наличии в органах Fe(III). В работе этот метод был применён с целью обнаружения железа, входящего в состав наночастиц Fe3О4 в тканях органов, для которых в норме не характерно содержание сидерофагов.
Из предшествующих исследований известно, что при внутривенном введении данного раствора нанопорошка его наночастицы накапливаются в клетках Купфера печени, тогда как в почках наночастицы мы не обнаруживали. Именно поэтому почка была выбрана в качестве органа-мишени для магнитного нацеливания. Обнаружение положительной реакции Перлса в данном органе при отрицательной реакции в группе животных без магнита свидетельствует о магнитозависимом накоплении наночастиц Fe3O4 в данном органе.
Реакция Перлса на всех препаратах органов животных контрольной группы была отрицательной. Положительная реакция Перлса получена на срезах печени всех крыс опытной группы. Визуально количество сидерофагов на препаратах печени животных с воздействием магнита и без него представляется одинаковым. Достоверность этого утверждения нуждается в морфометрическом подтверждении. На препаратах почек всех групп животных реакция Перлса была отрицательная.
Идентичность морфологии печени в опытной группе среди животных с имплантацией магнита и без таковой, свидетельствует о том, что внешний магнит не оказал существенного влияния на распределение наночастиц в организме животного. Этим же объясняется отрицательная реакция Перлса в препаратах почек животных опытной группы с имплантированным магнитом. Результаты можно объяснить или малым размером частиц, который сказывается на их магнитных свойствах, или недостаточной для обеспечения тропности напряженностью внешнего магнитного поля.
Основным условием для осуществления нацеливания препарата и его концентрирования в определенной области тела является преобладание магнитостатической силы, которая удерживает носитель (или систему носитель-препарат) и определяется, как магнитными характеристиками внешнего магнитного поля, так и магнитными свойствами самого носителя, над гидродинамической, действующей на конструкцию со стороны кровотока и стремящейся унести носитель из участка-мишени [3].
Работа выявила несостоятельность данной модели для исследования магнитоуправляемой целевой доставки в гемодинамических условиях сосудистой системы крысы. Исследование показало невозможность экстраполяции данных, полученных для системы in vitro (при перемещении частиц данного раствора в поле данного магнита в отсутствие тока жидкости), на системы, в которых имеется движение жидкости, и где необходимо учитывать гидродинамические параметры, а, следовательно, подбирать адекватные параметры магнитного поля для компенсации гидродинамической силы.
Результаты данной работы показали, что создание магнитоуправляемого носителя на основе отдельных наночастиц затруднительно из-за резкого снижения магнитных свойств при уменьшении размеров частицы (сила магнитного взаимодействия пропорциональна r3наночастицы). Для создания магнитоуправляемых систем целевой доставки лекарственных препаратов необходимо использовать конструкции, объединяющие в себе достаточное для удержания магнитным полем количество наночастиц (магнитолипосомы, магнитные микросферы) или содержащие частицы большего размера. Также следует использовать поля с большей напряженностью (Н=0,8-1,0 Тл).

Список литературы:
1.    Drug loaded magnetic nanoparticles for cancer therapy / R. Jurgons, C. Seliger, Hilpert, А. et all // Journal of physics : condensed matter. -  2006. – N 18. – Р. 34-44
2.    Микроскопическая техника / Под ред. Д. С. Саркисова, Ю. Л. Перова. – М. : Медицина, 1996. - 544 с.
3.    Рууге, Э. К., Направленный транспорт лекарств с помощью магнитного поля / Э. К. Руге, А. Н. Русецкий // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. – 1987. -  №5. - С. 76 - 81.