RU2633918C9 - Method for treatment of malignant new-formations by magnetic hyperthermia and pharmaceutical compositions for application in indicated method - Google Patents

Method for treatment of malignant new-formations by magnetic hyperthermia and pharmaceutical compositions for application in indicated method Download PDF

Info

Publication number
RU2633918C9
RU2633918C9 RU2016112370A RU2016112370A RU2633918C9 RU 2633918 C9 RU2633918 C9 RU 2633918C9 RU 2016112370 A RU2016112370 A RU 2016112370A RU 2016112370 A RU2016112370 A RU 2016112370A RU 2633918 C9 RU2633918 C9 RU 2633918C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
tumor
magnetic nanoparticles
nanoparticles
magnetic field
Prior art date
Application number
RU2016112370A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016112370A (en
RU2633918C2 (en
Inventor
Александр Метталинович Тишин
Александр Павлович Пятаков
Александр Альбертович Штиль
Юрий Кузьмич Гунько
Владимир Игоревич Зверев
Регина Таировна Салахова
Алина Александровна Маркова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Фармаг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Фармаг" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Фармаг"
Priority to RU2016112370A priority Critical patent/RU2633918C9/en
Publication of RU2016112370A publication Critical patent/RU2016112370A/en
Publication of RU2633918C2 publication Critical patent/RU2633918C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2633918C9 publication Critical patent/RU2633918C9/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00Magnetotherapy
    • A61N2/12Magnetotherapy using variable magnetic fields obtained by mechanical movement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B1/008Nanostructures not provided for in groups B82B1/001 - B82B1/007

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: application of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula ZnxMn1-xFe2O4 (x=0-0.9), with average size of less than 40 nm, the Curie temperature ranges from 39 to 550°C, and the coercive force is 5 to 250 Oe. A pharmaceutical composition comprising these Zn-substituted magnetic nanoparticles and a pharmaceutically acceptable carrier is also provided. A method for malignant neoplasms treatment with magnetic hyperthermia, including the following steps (i) and (ii), is also proposed. Step (i) includes magnetic nanoparticles delivery to the tumour region in an effective concentration, selected from the group of magnetic metal oxides including Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula ZnxMn1-xFe2O4 (x=0-0.9), with average size of less than 40 nm, the Curie temperature ranges from 39 to 550°C, and the average value of coercive force is 5 to 250 Oe. The step includes (ii) tumour region exposure to an alternating current (AC) magnetic field with an amplitude of 14 to 300 Oe and a frequency of 80 to 1000 kHz, where the exposure time of the said magnetic field at a temperature of 38 to 51°C is between 15 and 60 minutes. In addition, a method for experimental tumour cells damage by magnetic hyperthermia is proposed, comprising the following steps (i), (ii), (iii). At that, step (i) includes provision of magnetic nanoparticles selected from the group of magnetic metal oxides including Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula ZnxMn1-xFe2O4 (x=0-0.9), with average size of less than 40 nm, the Curie temperature ranges from 39 to 550°C, and the average value of coercive force is from 5 to 250 Oe. Step (ii) includes addition of the said magnetic nanoparticles to the cell culture. Step (iii) comprises exposure of the said cell culture to a magnetic field of PT with an amplitude of 14 to 300°C and frequency of 80 to 1000 kHz, where the exposure time of the said magnetic field at a temperature of 38 to 51°C is between 15 and 60 minutes.
EFFECT: increased effectiveness of treatment due to uniform heating of the tumour tissue with reduced undesirable phenomena as a result of concomitant or subsequent selective damage or at least partial destruction of tumour cells in the tumour region without damaging the healthy surrounding tissue.
36 cl, 10 dwg, 4 tbl, 7 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к способу лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии и применению в указанном способе магнитных наночастиц из группы магнитных оксидов металлов, включающей ферриты, обладающих повышенной теплопроизводительностью и оптимальным значением удельного коэффициента поглощения (Specific Absorption Rate, SAR). Способ обеспечивает селективный нагрев области опухоли и последующее повреждение или разрушение раковых клеток или злокачественных новообразований без повреждения здоровой окружающей ткани. Кроме того, изобретение относится к фармацевтической композиции для магнитного гипертермического лечения злокачественных новообразований, содержащей магнитные наночастицы.The present invention relates to a method for the treatment of malignant neoplasms using magnetic hyperthermia and the use in this method of magnetic nanoparticles from the group of magnetic metal oxides, including ferrites, having increased heat production and an optimal value of the specific absorption coefficient (Specific Absorption Rate, SAR). The method provides selective heating of the tumor area and subsequent damage or destruction of cancer cells or malignant neoplasms without damaging healthy surrounding tissue. In addition, the invention relates to a pharmaceutical composition for magnetic hyperthermic treatment of malignant neoplasms containing magnetic nanoparticles.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Магнитная гипертермия (МГ) представляет собой перспективный метод лечения рака, включающий подвергание всего тела, его локальной области или ткани повышенным температурам под воздействием электромагнитного поля для повреждения или уничтожения раковых клеток или для разрушения опухолей. Два различных подхода к гипертермическому нагреву включают (а) гипертермические способы с использованием температур между 41 и 45°С и (b) способы термоабляции с повышением температуры выше 45°С для локальной индукции некроза ткани [1].Magnetic hyperthermia (MG) is a promising method of treating cancer, including exposing the entire body, its local area or tissue to elevated temperatures under the influence of an electromagnetic field to damage or destroy cancer cells or to destroy tumors. Two different approaches to hyperthermic heating include (a) hyperthermic methods using temperatures between 41 and 45 ° C and (b) methods of thermal ablation with increasing temperature above 45 ° C for local induction of tissue necrosis [1].

Различные технологии и способы МГ включают локальную гипертермию, регионарную гипертермию и гипертермию всего тела. Гипертермия всего тела может быть вызвана эндогенными или экзогенными источниками тепла и, как правило, обеспечивает нагрев всего тела до температур, составляющих примерно 39-43°С [1, 2]. Такой способ обычно используется для лечения карцином с отдаленными метастазами [1, 3]. Регионарная гипертермия воздействует на область тела человека или целый орган. Как правило, целью такого лечения является ослабление раковых клеток, облегчающее их уничтожение с помощью облучения и химиотерапевтических препаратов [3]. Способы локальной гипертермии, как правило, включают введение ферромагнитных или металлических частиц в область опухоли с последующим подверганием воздействию магнитного или электромагнитного поля: высокой частоты (ВЧ), ультравысокой частоты (УВЧ), сверхвысокой частоты (СВЧ), постоянного магнитного поля и т.д. Согласно некоторым вариантам, при локальной МГ вводимые частицы объединяют или присоединяют к другим противораковым лекарственным средствам или лигандам, специфичным для раковых клеток. Основные проблемы, связанные с доступными на сегодняшний день способами индукции гипертермии, включают необходимость локализации лечебного воздействия в области-мишени, а также максимального повышения нагрева в пределах патологически измененной ткани без повреждения нормальной ткани и снижения токсических побочных эффектов [2].Various MG technologies and methods include local hyperthermia, regional hyperthermia, and whole body hyperthermia. Hyperthermia of the whole body can be caused by endogenous or exogenous sources of heat and, as a rule, provides heating of the whole body to temperatures of about 39-43 ° C [1, 2]. This method is usually used for the treatment of carcinomas with distant metastases [1, 3]. Regional hyperthermia affects the area of the human body or the whole organ. As a rule, the goal of such treatment is to weaken cancer cells, facilitating their destruction with the help of radiation and chemotherapeutic drugs [3]. Methods of local hyperthermia, as a rule, include the introduction of ferromagnetic or metal particles into the tumor area, followed by exposure to a magnetic or electromagnetic field: high frequency (HF), ultrahigh frequency (UHF), ultrahigh frequency (UHF), constant magnetic field, etc. . In some embodiments, with local MG, the administered particles are combined or attached to other anti-cancer drugs or cancer cell specific ligands. The main problems associated with the currently available methods of inducing hyperthermia include the need to localize the therapeutic effect in the target area, as well as to maximize the heating within the pathologically altered tissue without damaging normal tissue and reducing toxic side effects [2].

Магнитные наночастицы (МНЧ) привлекали внимание в качестве, например, контрастирующих агентов для магнитно-резонансной визуализации (МРВ), носителей систем доставки лекарственных средств и источников тепла при гипертермии для различных способов биомедицинского применения [4]. Они обладают уникальными свойствами, такими как способность к магнитной транспортировке, магнитному выделению и самонагреванию в магнитном поле переменного тока (ПТ) [5].Magnetic nanoparticles (MNPs) have attracted attention as, for example, contrasting agents for magnetic resonance imaging (MRI), carriers of drug delivery systems and heat sources for hyperthermia for various methods of biomedical use [4]. They have unique properties, such as the ability to magnetic transportation, magnetic isolation and self-heating in a magnetic field of alternating current (PT) [5].

Применение МНЧ в качестве минимально инвазивных агентов впервые было описано Джилкристом и соавторами (Gilchrist et al.) в 1957, что привело к появлению способов МГ [6]. При подвергании воздействию магнитного поля ПТ магнитные наночастицы могут проявлять выраженные термические эффекты, связанные с потерями в ходе перемагничивания частиц [7]. Помимо обеспечения возможности сильно локализованного теплообразования применение МНЧ дает возможность самоограничения повышения температуры путем использования магнитного материала с подходящей температурой Кюри [7]. Одной из основных проблем, связанных с применением магнитных наночастиц в способах МГ, является необходимость максимально возможного высвобождения тепла при наименьшей дозе частиц (из-за их возможных токсических эффектов на живые организмы).The use of MNPs as minimally invasive agents was first described by Gilchrist et al. (Gilchrist et al.) In 1957, which led to the emergence of MG methods [6]. When exposed to the magnetic field of a magnetic field, magnetic nanoparticles can exhibit pronounced thermal effects associated with losses during the magnetization reversal of particles [7]. In addition to providing the possibility of highly localized heat generation, the use of MNPs makes it possible to self-limit the temperature increase by using a magnetic material with a suitable Curie temperature [7]. One of the main problems associated with the use of magnetic nanoparticles in MG methods is the need for the maximum possible release of heat at the lowest dose of particles (due to their possible toxic effects on living organisms).

Наночастицы можно разделить на основе их размера на многодоменные МНЧ, размер которых составляет более чем примерно 40 нм в зависимости от параметров магнитного поля, и однодоменные наночастицы, или «суперпарамагнитные наночастицы», с диаметром менее 40 нм. В зависимости от указанных выше типов наночастиц за доставку тепла отвечают два различных механизма. В случае многодоменных магнитных наночастиц тепло доставляется в результате смещения границы домена (гистерезисные потери) [1]. Однодоменные частицы вызывают нагрев в результате потерь при переориентации векторов намагниченности в магнитном поле, или потерь на трение, где указанная наночастица способна вращаться в окружающей среде [1, 8].Nanoparticles can be divided based on their size into multi-domain MNPs, the size of which is more than about 40 nm depending on the parameters of the magnetic field, and single-domain nanoparticles, or “superparamagnetic nanoparticles,” with a diameter of less than 40 nm. Depending on the types of nanoparticles mentioned above, two different mechanisms are responsible for heat delivery. In the case of multi-domain magnetic nanoparticles, heat is delivered as a result of the displacement of the domain boundary (hysteresis losses) [1]. Single-domain particles cause heating as a result of losses due to reorientation of the magnetization vectors in a magnetic field, or losses due to friction, where this nanoparticle is able to rotate in the environment [1, 8].

Широкий диапазон синтезируемых в настоящее время магнитных наночастиц включает, среди прочих, МНЧ на основе металлов (Fe, Со, Ni), МНЧ на основе ферритов (MgFe2O4, CoPt, MnAl, CoFe2O4 и т.д.) и наночастицы типа оксида железа. Наночастицы типа оксида железа, несмотря на их относительно слабые магнитные свойства, широко используются в биомедицине в качестве гипертермических агентов благодаря низкой токсичности и стабильным магнитным характеристикам. Например, наночастицы на основе Fe3O4 были одобрены Управлением по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США (FDA) для применения в гипертермических способах. Однако наночастицы на основе Fe3O4 склонны к фазовому превращению в α-Fe2O3, γ-Fe3O4 или кристаллы Fe3O4 в зависимости от окружающих условий, при этом характеристики теплообразования и, соответственно, магнитные характеристики таких наночастиц меняются, что ограничивает их клиническое применение [9]. Кроме того, несмотря на то что наночастицы на основе Со, Ni или Mg также исследовались, их нельзя применять для тела человека из-за низкой температуры теплообразования (Со: 25°С, другие: ниже 25°С). В частности, частицы на основе MgFe2O4 трудно синтезировать, и они имеют низкую температуру теплообразования из-за низкой магнитной анизотропии [9]. Таким образом, существует необходимость в наночастицах, применимых в качестве новых высоко функциональных гипертермических агентов.A wide range of currently synthesized magnetic nanoparticles includes, among others, MFs based on metals (Fe, Co, Ni), MFs based on ferrites (MgFe 2 O 4 , CoPt, MnAl, CoFe 2 O 4 , etc.) and nanoparticles such as iron oxide. Despite the relatively weak magnetic properties, iron oxide nanoparticles are widely used in biomedicine as hyperthermic agents due to their low toxicity and stable magnetic characteristics. For example, Fe 3 O 4 -based nanoparticles have been approved by the US Food and Drug Administration (FDA) for use in hyperthermic processes. However, Fe 3 O 4 -based nanoparticles are prone to phase transformation into α-Fe 2 O 3 , γ-Fe 3 O 4 or Fe 3 O 4 crystals depending on environmental conditions, while the heat generation characteristics and, accordingly, the magnetic characteristics of such nanoparticles change, which limits their clinical use [9]. In addition, despite the fact that nanoparticles based on Co, Ni, or Mg have also been studied, they cannot be used for the human body due to the low heat generation temperature (Co: 25 ° C, others: below 25 ° C). In particular, particles based on MgFe 2 O 4 are difficult to synthesize, and they have a low heat generation temperature due to low magnetic anisotropy [9]. Thus, there is a need for nanoparticles useful as new highly functional hyperthermic agents.

При разработке наночастиц для магнитной гипертермии следует учитывать следующие параметры:When developing nanoparticles for magnetic hyperthermia, the following parameters should be considered:

- размер;- the size;

- форма;- the form;

- токсичность и биосовместимость;- toxicity and biocompatibility;

- способность модифицировать поверхность;- the ability to modify the surface;

- сложность синтеза и воспроизводимость полученных свойств;- the complexity of the synthesis and reproducibility of the obtained properties;

- теплоотдача (SAR);- heat transfer (SAR);

- требуемое внешнее магнитное поле и скорость реакции на воздействие указанного поля;- the required external magnetic field and the reaction rate to the action of the specified field;

- стоимость.- cost.

Одним из наиболее важных параметров при создании магнитных наночастиц для МГ является SAR, или удельный коэффициент поглощения [6, 10]. SAR дает количественную оценку эффективности превращения магнитной энергии в тепло коллоидами МНЧ. Указанный параметр определяется как поглощенная энергия, нормированная к массе МНЧ, в переменном магнитном поле определенной частоты и интенсивности Н0 [6]:One of the most important parameters when creating magnetic nanoparticles for MG is SAR, or specific absorption coefficient [6, 10]. SAR quantifies the efficiency of the conversion of magnetic energy into heat by MNP colloids. The specified parameter is defined as the absorbed energy normalized to the mass of the MNP in an alternating magnetic field of a certain frequency and intensity H 0 [6]:

Figure 00000001
Figure 00000001

SAR является критичным параметром, влияющим на температуру ткани во время гипертермического лечения. Перегрев опухоли может приводить к серьезному повреждению окружающих здоровых клеток или неконтролируемому некрозу. С другой стороны, желаемый терапевтический эффект не может быть достигнут при недостаточно высоком подъеме температуры. SAR МНЧ сильно зависит от частоты и интенсивности прилагаемого магнитного поля, а также от химических, физических и магнитных свойств материала [6].SAR is a critical parameter that affects tissue temperature during hyperthermic treatment. Overheating of the tumor can lead to serious damage to surrounding healthy cells or uncontrolled necrosis. On the other hand, the desired therapeutic effect cannot be achieved with an insufficiently high temperature rise. SAR of MNPs strongly depends on the frequency and intensity of the applied magnetic field, as well as on the chemical, physical, and magnetic properties of the material [6].

Основные недостатки способов гипертермии на основе наночастиц включают:The main disadvantages of the methods of hyperthermia based on nanoparticles include:

- возможный перегрев (должна быть рассчитана точная продолжительность воздействия);- possible overheating (the exact duration of exposure should be calculated);

- токсичность лекарственных форм;- toxicity of dosage forms;

- сложность селективной доставки к области применения;- the complexity of selective delivery to the field of application;

- неравномерное распределение МНЧ в области опухоли;- uneven distribution of MNP in the tumor area;

- высокая стоимость изготовления.- high manufacturing cost.

Таким образом, последние разработки способов МГ, включающих применение МНЧ, направлены на обеспечение быстрого и равномерного нагрева злокачественных опухолей со снижением риска термального повреждения здоровой ткани и повышением селективности лечения гипертермией. Другая существенная проблема заключается в создании новых типов магнитных частиц и наночастиц, обеспечивающих повышенную биосовместимость и эффективность лечения и облегчение тяжелых неблагоприятных явлений благодаря повышению значений SAR и снижению дозы указанных частиц, а также в разработке наночастиц, комбинированных или присоединенных к противораковым лекарственным средствам, лигандам или антителам, специфичным к раковым клеткам.Thus, the latest developments in MG methods, including the use of MNPs, are aimed at ensuring fast and uniform heating of malignant tumors with a decrease in the risk of thermal damage to healthy tissue and an increase in the selectivity of hyperthermia treatment. Another significant problem is the creation of new types of magnetic particles and nanoparticles that provide increased biocompatibility and treatment efficiency and alleviate severe adverse events by increasing SAR values and lower doses of these particles, as well as the development of nanoparticles combined or attached to anticancer drugs, ligands or cancer cell specific antibodies.

Согласно публикации патента США 4983159 [11] описан способ, обеспечивающий некроз новообразований у теплокровных животных в результате гипертермии, включающий инъекцию частиц в околоопухолевую область тела теплокровных животных. Частицы способны к гистерезисному нагреву при подвергании воздействию переменного магнитного поля. Кроме того, размер частиц составляет по меньшей мере два микрона или более для невозможности их внутриклеточной абсорбции в любой жизнеспособной или неопластической ткани животного. После инъекции частиц в опухолевую ткань область опухоли подвергают воздействию переменного магнитного поля. Частота указанного поля превышает частоту, достаточную для индукции какой-либо поддающейся выявлению нервно-мышечной реакции в ответ на переменное магнитное поле, но ниже частоты, способной вызывать какой-либо неблагоприятный нагрев жизнеспособной здоровой ткани теплокровного животного, вызванный вихревым током и/или диэлектрическим нагревом. Опухоль находится в пределах поля в течение времени, достаточного для нагрева частиц и опухоли, с которой связаны указанные частицы, до температуры, составляющей по меньшей мере 42°С, для индукции некроза указанной опухоли. Однако относительно большие частицы нельзя вводить путем инъекции в солидные опухоли, а применение более мелких ферромагнитных частиц неэффективно из-за отсутствия их нагрева в поле ВЧ. Кроме того, указанный подход не обеспечивает равномерный нагрев опухолевой ткани, что вызывает риск последующей стимуляции опухолевого роста.According to the publication of US patent 4983159 [11] a method is described that provides necrosis of neoplasms in warm-blooded animals as a result of hyperthermia, including the injection of particles into the perineoplastic region of the body of warm-blooded animals. Particles are capable of hysteretic heating when exposed to an alternating magnetic field. In addition, the particle size is at least two microns or more to prevent their intracellular absorption in any viable or neoplastic tissue of the animal. After the particles are injected into the tumor tissue, the region of the tumor is exposed to an alternating magnetic field. The frequency of this field is higher than the frequency sufficient to induce any detectable neuromuscular reaction in response to an alternating magnetic field, but lower than the frequency that can cause any adverse heating of the viable healthy tissue of a warm-blooded animal caused by eddy current and / or dielectric heating . The tumor is within the field for a time sufficient to heat the particles and the tumor to which the particles are bound to a temperature of at least 42 ° C to induce necrosis of the tumor. However, relatively large particles cannot be injected into solid tumors, and the use of smaller ferromagnetic particles is ineffective due to the lack of heating in the RF field. In addition, this approach does not provide uniform heating of the tumor tissue, which causes a risk of subsequent stimulation of tumor growth.

Согласно другому подходу в евразийском патенте ΕА 019412 [12] описан способ локальной гипертермии злокачественных опухолей на основе поглощения энергии переменного магнитного поля с использованием ферромагнитных частиц с высокой коэрцитивной силой, вводимых в область опухоли. Указанный способ можно использовать для термического разрушения опухолей без повреждения здоровой ткани. В частности, изобретение позволяет решить проблему эффективности повышения магнитной гипертермии с помощью контроля амплитуды поля с учетом изменения температуры опухоли в процессе гипертермии, а также взаимосвязанной оптимизации свойств частиц (размера и коэрцитивной силы) и параметров переменного магнитного поля (регуляция частоты и диапазона амплитуд). Однако контроль температуры нагреваемой области осуществляют с помощью инвазивных термопарных датчиков, при этом достоверные данные распределения температуры в нагреваемой области отсутствуют, поскольку измерение температуры опухоли происходит в непосредственной близости от сенсоров.According to another approach, the Eurasian patent ΕА 019412 [12] describes a method for local hyperthermia of malignant tumors based on the absorption of energy from an alternating magnetic field using ferromagnetic particles with high coercive force introduced into the tumor region. The specified method can be used for thermal destruction of tumors without damaging healthy tissue. In particular, the invention allows to solve the problem of increasing the efficiency of magnetic hyperthermia by controlling the field amplitude taking into account changes in the temperature of the tumor during hyperthermia, as well as the interconnected optimization of particle properties (size and coercive force) and parameters of an alternating magnetic field (frequency and amplitude range regulation). However, the temperature of the heated area is controlled using invasive thermocouple sensors, and there is no reliable data on the temperature distribution in the heated area, since the temperature of the tumor is measured in the immediate vicinity of the sensors.

В изобретении согласно заявке на японский патент JP 2013256405 [13] описаны ферритные магнитные наночастицы на основе Ni-Zn для термотерапии, имеющие ядро, содержащее магнитные наночастицы Ni(1-i)ZniFe2O4 (0,2≤i≤0,6), и оболочку, содержащую аморфный SiO2 для покрытия указанного ядра. Средний размер частиц составляет 10-20 нм. Указанные наночастицы обеспечивают подъем температуры до 4-15°С при приложении магнитного поля ПТ с частотой 15 кГц и интенсивностью 210 Э. Однако указанные наночастицы имеют высокую стоимость изготовления. Кроме того, ранее было описано, что наночастицы на основе Ni имеют низкую температуру теплообразования, что ограничивает их применение в гипертермии [9].The invention according to Japanese patent application JP 2013256405 [13] describes Ni-Zn-based ferrite magnetic nanoparticles for heat therapy having a core containing magnetic Ni (1-i) Zn i Fe 2 O 4 nanoparticles (0.2≤i≤0 , 6), and a shell containing amorphous SiO 2 for coating the specified core. The average particle size is 10-20 nm. These nanoparticles provide a temperature rise of 4-15 ° C upon application of a magnetic field PT with a frequency of 15 kHz and an intensity of 210 E. However, these nanoparticles have a high manufacturing cost. In addition, it was previously described that Ni-based nanoparticles have a low heat-generating temperature, which limits their use in hyperthermia [9].

Магнитная система, подходящая для доставки лекарственных средств с помощью гипертермии, описана в русском патенте RU 2481125 [14]. Структура указанной магнитной системы включает магнитные частицы наноразмеров формулы MIIM2 IIIO4, где MII=Fe, Со, Ni, Ζn, Μn; MIII=Fe, Cr, или маггемит, фунционализированные бифункциональными соединениями формулы R1-(CH2)n-R2 (где n=2-20, R1 выбран из: CONHOH, CONHOR, PO(OH)2, PO(OH)(OR), СООН, COOR, SH, SR; R2 представляет собой внешнюю группу и выбран из: ОН, NH2, СООН, COOR; R представляет собой алкильную группу или щелочной металл, выбранный из C1-6-алкила и K, Na или Li соответственно). Структура также содержит полимер, необязательно содержащий фармакологически активную молекулу, которая может быть выбрана из противораковых агентов, противомикробных агентов, противовоспалительных агентов, иммуномодуляторов и молекул, действующих на центральную нервную систему или способных метить клетки для возможности их идентификации с помощью стандартных диагностических детекторов. Магнитная система характеризуется как биосовместимая и стабильная. Однако указанные магнитные системы и, в частности, магнитные наночастицы сильно варьируют по размеру (например, средний диаметр наночастиц может находиться в диапазоне от 4 до 200 нм). Известно, что указанные частицы малого размера находятся в однодоменном состоянии, и их способность нагреваться при конкретной амплитуде и частоте магнитного поля определяется магнитной восприимчивостью. Повышение размера частиц приводит к возникновению другого механизма нагрева на основе гистерезисных потерь, и значение нагрева определяется областью петли гестерезиса, т.е. намагниченностью насыщения и коэрцитивной силой. Кроме того, повышение диаметра частиц приводит к возникновению механизмов, опосредованных вязкостным трением во врем вращения и движения частиц в магнитном поле. Таким образом, для частиц различного размера характерны разные механизмы нагрева, что в свою очередь может приводить к определенным трудностям в контроле температуры и последующему неравномерному нагреву злокачественных опухолей.A magnetic system suitable for drug delivery using hyperthermia is described in Russian patent RU 2481125 [14]. The structure of this magnetic system includes magnetic particles of nanoscale formula M II M 2 III O 4 , where M II = Fe, Co, Ni, Ζn, Μn; M III = Fe, Cr, or maghemite functionalized by bifunctional compounds of the formula R 1 - (CH 2 ) n -R 2 (where n = 2-20, R 1 is selected from: CONHOH, CONHOR, PO (OH) 2 , PO ( OH) (OR), COOH, COOR, SH, SR; R 2 represents an external group and is selected from: OH, NH 2 , COOH, COOR; R represents an alkyl group or an alkali metal selected from C 1-6 alkyl and K, Na or Li, respectively). The structure also contains a polymer, optionally containing a pharmacologically active molecule, which can be selected from anticancer agents, antimicrobial agents, anti-inflammatory agents, immunomodulators, and molecules that act on the central nervous system or are able to label cells to be identified using standard diagnostic detectors. The magnetic system is characterized as biocompatible and stable. However, these magnetic systems and, in particular, magnetic nanoparticles vary greatly in size (for example, the average diameter of the nanoparticles can be in the range from 4 to 200 nm). It is known that these small particles are in a single-domain state, and their ability to heat up at a specific amplitude and frequency of the magnetic field is determined by the magnetic susceptibility. An increase in particle size leads to the emergence of another heating mechanism based on hysteresis losses, and the heating value is determined by the region of the hesteresis loop, i.e. magnetization of saturation and coercive force. In addition, an increase in particle diameter leads to mechanisms mediated by viscous friction during rotation and particle motion in a magnetic field. Thus, different heating mechanisms are characteristic of particles of different sizes, which in turn can lead to certain difficulties in controlling the temperature and subsequent uneven heating of malignant tumors.

Согласно другому подходу в русском патенте RU 2295933 [15] описан способ магнитного лечения злокачественных новообразований, включающий введение частиц в опухоль и последующий нагрев в результате магнетокалорического эффекта, вызванного энергией электромагнитного поля. Частицы состоят из вещества, имеющего высокое значение магнетокалорического эффекта, с температурой магнитного фазового перехода, близкой к температуре тела человека, и выбраны из группы, включающей щелочно-земельные, переходные и благородные металлы, а также их сплавы и интерметаллические соединения (например, частицы на основе сплава железо-родий, в частности, Fe0,49Rh0,51). Однако прилагаемое магнитное поле имеет высокое значение силы (до 60 Э и более), что может вызывать ряд негативных эффектов в живых организмах. Таким образом, применение такого магнитного поля в способах гипертермии нельзя считать абсолютно безопасным.According to another approach, the Russian patent RU 2295933 [15] describes a method for magnetic treatment of malignant neoplasms, including the introduction of particles into the tumor and subsequent heating as a result of the magnetocaloric effect caused by the energy of the electromagnetic field. Particles are composed of a substance with a high value of the magnetocaloric effect, with a magnetic phase transition temperature close to the human body temperature, and are selected from the group including alkaline-earth, transition and noble metals, as well as their alloys and intermetallic compounds (for example, particles on based on an alloy of iron-rhodium, in particular, Fe 0.49 Rh 0.51 ). However, the applied magnetic field has a high value of strength (up to 60 Oe and more), which can cause a number of negative effects in living organisms. Thus, the use of such a magnetic field in hyperthermia methods cannot be considered absolutely safe.

Согласно публикации патента США 7842281 [16] описана улучшенная композиция магнитных наночастиц, обеспечивающая внутренний регулятор температуры, для применения в магнитном нагреве, в частности, для применения в медицинском лечении с помощью магнитной гипертермии. Композиция содержит магнитные наночастицы, температура Кюри которых составляет между 40 и 46°С, и может дополнительно содержать полимерный материал и необязательно лекарственное средство или радиосенсибилизирующий агент. Указанная композиция уменьшает или устраняет проблему неравномерного нагрева и обладает способностью к саморегуляции максимальной достигаемой температуры, что делает способ магнитной гипертермии более перспективной терапевтической возможностью. Один из вариантов реализации изобретения относится к композиции, содержащей МНЧ, температура Кюри которых составляет 47°С, где указанная композиция наночастиц содержит сплав формулы Mn0,5Zn0,5Fe2O4, и эффективный средний диаметр наночастиц составляет между 10 нм и 400 нм.According to the publication of US patent 7842281 [16] an improved composition of magnetic nanoparticles is described that provides an internal temperature controller for use in magnetic heating, in particular for use in medical treatment using magnetic hyperthermia. The composition contains magnetic nanoparticles, the Curie temperature of which is between 40 and 46 ° C, and may optionally contain a polymeric material and optionally a drug or radiosensitizing agent. The specified composition reduces or eliminates the problem of uneven heating and has the ability to self-regulate the maximum temperature reached, which makes the method of magnetic hyperthermia a more promising therapeutic opportunity. One embodiment of the invention relates to a composition containing MNPs whose Curie temperature is 47 ° C., wherein said nanoparticle composition contains an alloy of the formula Mn 0.5 Zn 0.5 Fe 2 O 4 , and an effective average diameter of the nanoparticles is between 10 nm and 400 nm.

Изобретение также обеспечивает способы гипертермического лечения пациента, нуждающегося в указанном лечении, включающие стадии введения пациенту композиции, содержащей МНЧ, температура Кюри которых составляет между 40 и 46°С; и подвергание МНЧ в теле пациента воздействию переменного магнитного поля, эффективного для индукции гистерезисного нагрева наночастиц. Однако размер указанных магнитных наночастиц существенно варьирует (эффективный средний диаметр частиц составляет между 10 нм и 400 нм). Как было упомянуто выше, для частиц различного размера характерны разные механизмами нагрева, что в свою очередь может приводить к определенным трудностям в контроле температуры, затрудняя, таким образом, равномерный нагрев злокачественных опухолей. Более того, указанный подход не учитывает характеристики опухоли, подлежащей лечению, такие как ее расположение, плотность и гидродинамические свойства.The invention also provides methods for hyperthermic treatment of a patient in need of said treatment, comprising the steps of administering to the patient a composition comprising MNPs whose Curie temperature is between 40 and 46 ° C; and exposing the MNP in the patient’s body to an alternating magnetic field effective to induce hysteretic heating of the nanoparticles. However, the size of these magnetic nanoparticles varies significantly (effective average particle diameter is between 10 nm and 400 nm). As mentioned above, particles of different sizes are characterized by different heating mechanisms, which in turn can lead to certain difficulties in controlling the temperature, making it difficult, therefore, to uniformly heat malignant tumors. Moreover, this approach does not take into account the characteristics of the tumor to be treated, such as its location, density and hydrodynamic properties.

Таким образом, существует необходимость в разработке улучшенных способов магнитного гипертермического лечения с устранением одного или более недостатков согласно предшествующему уровню техники. Авторы считают, что будущий успех в области разработки способов МГ и их применения для лечения рака зависит от возможности создавать индивидуальные протоколы для каждого типа рака, подлежащего лечению с помощью гипертермии у субъектов, вместо разработки общего универсального способа.Thus, there is a need to develop improved methods of magnetic hyperthermic treatment with the elimination of one or more disadvantages according to the prior art. The authors believe that future success in the development of MG methods and their use for the treatment of cancer depends on the ability to create individual protocols for each type of cancer to be treated with hyperthermia in subjects, instead of developing a common universal method.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является улучшенный способ гипертермического лечения различных заболеваний и расстройств, в частности, злокачественных новообразований, обеспечивающий регулирование количества и локальной концентрации магнитных наночастиц в области опухоли в зависимости от желаемых предварительно определенных для каждого типа опухоли значений и равномерный нагрев и повышенную эффективность гипертермии при снижении нежелательных явлений. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что способ магнитного гипертермического лечения злокачественных новообразований, включающий стадии доставки в область опухоли магнитных наночастиц, выбранных из группы магнитных оксидов металлов, включающей ферриты, средний размер которых составляет менее 40 нм, и подвергания области опухоли воздействию магнитного поля ПТ с предварительно определенными параметрами, обеспечивает сопутствующее и/или последующее селективное повреждение или по меньшей мере частичное разрушение опухолевых клеток в области опухоли без повреждения здоровой окружающей ткани.The aim of the present invention is an improved method of hyperthermic treatment of various diseases and disorders, in particular, malignant neoplasms, providing regulation of the number and local concentration of magnetic nanoparticles in the tumor area depending on the desired values predefined for each type of tumor and uniform heating and increased efficiency of hyperthermia while reducing adverse events. The inventors of the present invention unexpectedly found that a method of magnetic hyperthermic treatment of malignant neoplasms, comprising the steps of delivering magnetic nanoparticles selected from the group of magnetic metal oxides to the tumor region, including ferrites, the average size of which is less than 40 nm, and exposing the tumor region to a magnetic field of PT predefined parameters, provides concomitant and / or subsequent selective damage or at least partial destruction of the OLEV cells in the tumor without damaging surrounding healthy tissue.

Согласно одному варианту реализации изобретения способ лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии включает следующие стадии:According to one embodiment of the invention, a method for treating malignant neoplasms using magnetic hyperthermia comprises the following steps:

(i) доставка в область опухоли магнитных наночастиц, выбранных из группы магнитных оксидов металлов, включающей Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9), средний размер которых составляет менее 40 нм, температура Кюри составляет от 39°С до 550°С, и среднее значение коэрцитивной силы составляет от 5 до 250 Э, и(i) delivery to the tumor region of magnetic nanoparticles selected from the group of magnetic metal oxides, including Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9), average size which is less than 40 nm, the Curie temperature is from 39 ° C to 550 ° C, and the average value of the coercive force is from 5 to 250 Oe, and

(ii) подвергание области опухоли воздействию магнитного поля ПТ с амплитудой от 14 Э до 300 Э и частотой от 80 кГц до 1000 кГц, где время подвергания указанному воздействию при температуре от 38°С до 51°С составляет от 15 до 60 мин, для обеспечения:(ii) exposing the tumor region to a magnetic field of PT with an amplitude of from 14 O to 300 O and a frequency of from 80 kHz to 1000 kHz, where the exposure time to the specified effect at a temperature of 38 ° C to 51 ° C is from 15 to 60 minutes, providing:

(iii) сопутствующего и/или последующего селективного повреждения или по меньшей мере частичного разрушения опухолевых клеток селективно в области опухоли без повреждения здоровой окружающей ткани.(iii) concomitant and / or subsequent selective damage or at least partial destruction of the tumor cells selectively in the tumor area without damaging healthy surrounding tissue.

Согласно одному варианту реализации изобретения сила и/или частота электромагнитного поля ПТ выбраны на основе предварительно определенной зависимости эффективности гипертермии от типа опухоли и доставляемой концентрации и/или типа наночастиц для обеспечения повреждения или частичного разрушения по меньшей мере от 80 до 90%, предпочтительно 95% опухолевых клеток.According to one embodiment of the invention, the strength and / or frequency of the electromagnetic field of the PT is selected based on a predetermined dependence of the effectiveness of hyperthermia on the type of tumor and the delivered concentration and / or type of nanoparticles to provide damage or partial destruction of at least 80 to 90%, preferably 95% tumor cells.

Согласно одному варианту реализации изобретения магнитные наночастицы выбраны на основе предварительно определенной зависимости эффективности магнитной гипертермии для определенного типа опухоли по меньшей мере от одного параметра, выбранного из концентрации, среднего размера частиц, распределения частиц по размеру, температуры Кюри, среднего значения коэрцитивной силы и покрытия частиц, для обеспечения повреждения или частичного разрушения по меньшей мере от 80 до 90%, предпочтительно 95% опухолевых клеток.According to one embodiment of the invention, the magnetic nanoparticles are selected based on a predetermined dependence of the effectiveness of magnetic hyperthermia for a particular tumor type on at least one parameter selected from concentration, average particle size, particle size distribution, Curie temperature, average coercive force and particle coating , to provide damage or partial destruction of at least 80 to 90%, preferably 95% of tumor cells.

Согласно одному варианту реализации изобретения продолжительность и количество циклов подвергания магнитной гипертермии выбраны на основе предварительно определенной зависимости эффективности гипертермии от типа опухоли и/или характеристик частиц для обеспечения повреждения или частичного разрушения по меньшей мере от 80 до 90%, предпочтительно 95% опухолевых клеток.According to one embodiment of the invention, the duration and number of cycles of exposure to magnetic hyperthermia are selected based on a predetermined dependence of the effectiveness of hyperthermia on the type of tumor and / or particle characteristics to provide damage or partial destruction of at least 80 to 90%, preferably 95% of the tumor cells.

Согласно одному варианту реализации изобретения магнитные наночастицы представляют собой Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4, где x составляет 0-0,9. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения частицы могут содержать защитную оболочку или покрытие, где указанная защитная оболочка или покрытие состоит из биосовместимого полимерного материала.According to one embodiment of the invention, the magnetic nanoparticles are Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , where x is 0-0.9. In some embodiments, the particles may comprise a protective shell or coating, wherein said protective shell or coating consists of a biocompatible polymeric material.

Согласно другому варианту реализации изобретения способ магнитного гипертермического лечения злокачественных новообразований включает стадию выбора параметров магнитного поля (сила, частота) и характеристик магнитных наночастиц (размер, форма) для каждого типа опухоли с обеспечением оптимальных значений SAR, коэрцитивной силы и температуры нагрева для повреждения или частичного разрушения по меньшей мере 50, предпочтительно от 75 до 90%, более предпочтительно 95% опухолевых клеток.According to another embodiment of the invention, the method of magnetic hyperthermic treatment of malignant neoplasms includes the step of selecting magnetic field parameters (strength, frequency) and magnetic nanoparticle characteristics (size, shape) for each type of tumor, providing optimal SAR values, coercive force and heating temperature for damage or partial destruction of at least 50, preferably from 75 to 90%, more preferably 95% of tumor cells.

Согласно другому варианту реализации изобретения изобретение относится к применению Zn-замещенных магнитных наночастиц на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4, где x равен 0-0,9, для лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии.According to another embodiment of the invention, the invention relates to the use of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , where x is 0-0.9, for the treatment of malignant neoplasms using magnetic hyperthermia.

Согласно другому варианту реализации изобретения предложена фармацевтическая композиция для лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии, содержащая Ζn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9), фармацевтически приемлемый носитель и необязательно биологически активную молекулу.According to another embodiment of the invention, there is provided a pharmaceutical composition for treating malignant neoplasms using magnetic hyperthermia, containing Ζn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9), pharmaceutically acceptable a carrier and optionally a biologically active molecule.

Согласно другому варианту реализации изобретения предложено применение Zn-замещенных магнитных наночастиц на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9) для магнитной гипертермии злокачественных новообразований. Согласно другому варианту реализации изобретения предложен способ экспериментального повреждения опухолевых клеток с помощью магнитной гипертермии, включающий следующие стадии:According to another embodiment of the invention, the use of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9) for magnetic hyperthermia of malignant neoplasms is proposed. According to another embodiment of the invention, a method for experimental damage to tumor cells using magnetic hyperthermia, comprising the following stages:

(i) обеспечение магнитных наночастиц, выбранных из группы магнитных оксидов металлов, включающей Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9), средний размер которых составляет менее 40 нм, температура Кюри составляет от 39°С до 550°С, и среднее значение коэрцитивной силы от 5 до 250 Э.(i) providing magnetic nanoparticles selected from the group of magnetic metal oxides, including Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9), the average size of which is less than 40 nm, the Curie temperature is from 39 ° C to 550 ° C, and the average value of the coercive force is from 5 to 250 E.

(ii) добавление магнитных наночастиц в клеточную культуру;(ii) the addition of magnetic nanoparticles to cell culture;

(iii) подвергание указанной клеточной культуры магнитному полю ПТ с амплитудой от 14 Э до 300 Э и частотой от 80 кГц до 1000 кГц, где время подвергания указанному воздействию при температуре от 38°С до 51°С составляет от 15 до 60 мин, для обеспечения:(iii) exposure of the indicated cell culture to a magnetic field of PT with an amplitude of from 14 O to 300 O and a frequency of from 80 kHz to 1000 kHz, where the exposure time to the specified exposure at a temperature of 38 ° C to 51 ° C is from 15 to 60 minutes, for providing:

(iv) сопутствующего или последующего повреждения или по меньшей мере частичного разрушения опухолевых клеток.(iv) concomitant or subsequent damage or at least partial destruction of the tumor cells.

Указанные и другие варианты реализации изобретения подробно описаны ниже.These and other embodiments of the invention are described in detail below.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Прилагаемые графические материалы иллюстрируют варианты реализации описанного в настоящей заявке изобретения и вместе с описанием изобретения раскрывают некоторые из неограничивающих примеров изобретения.The accompanying graphic materials illustrate embodiments of the invention described in this application and, together with the description of the invention, disclose some of the non-limiting examples of the invention.

На Фигуре 1 показаны изображения образцов соединений ZnxMn1-xFe2O4 с различным содержанием Zn, полученные с помощью просвечивающей электронной микроскопии: а - ZnxMn1-xFe2O4, x=0; b - ZnxMn1-xFe2O4, x=0,1; с - ZnxMn1-xFe2O4, x=0,2; d - ZnxMn1-xFe2O4, x=0,4; e - ZnxMn1-xFe2O4, x=0,5; f - ZnxMn1-xFe2O4, x=0,6; g - ZnxMn1-xFe2O4, x=0,9.The Figure 1 shows images of samples of Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 compounds with different Zn contents obtained by transmission electron microscopy: a - Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , x = 0; b - Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , x = 0.1; s - Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , x = 0.2; d is Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , x = 0.4; e is Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , x = 0.5; f is Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , x = 0.6; g - Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , x = 0.9.

На Фигуре 2 показано распределение по размеру наночастиц ZnxMn1-xFe2O4 в зависимости от степени Zn-замещения.Figure 2 shows the size distribution of Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 nanoparticles depending on the degree of Zn substitution.

На Фигуре 3 показана конструкция экспериментального устройства с системой охлаждения воздуха для проведения экспериментов in vitro с использованием МГ (а) и его блок-схема (b): 1 - генератор, 2 - преобразователь, 3 - система охлаждения, 4, 5, 6 - источник питания, L - катушка.Figure 3 shows the design of an experimental device with an air cooling system for conducting in vitro experiments using MG ( a ) and its block diagram (b): 1 - generator, 2 - converter, 3 - cooling system, 4, 5, 6 - power source, L - coil.

На Фигуре 4 показаны результаты измерения намагниченности для ΖnxΜn1-xFe2O4 с различным содержанием Ζn (x) [18].Figure 4 shows the magnetization results for Ζn x Μn 1-x Fe 2 O 4 with different contents of Ζn (x) [18].

На Фигуре 5 показана зависимость коэрцитивности от концентрации Zn при комнатной температуре.The Figure 5 shows the dependence of coercivity on the concentration of Zn at room temperature.

На Фигуре 6 показана эффективность нагрева образцов МНЧ ZnxMn1-xFe2O4 как график зависимости температуры от времени для различных концентраций Zn (x).Figure 6 shows the heating efficiency of the Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 MNP samples as a graph of temperature versus time for various Zn (x) concentrations.

На Фигуре 7 показаны значения удельного коэффициента поглощения (SAR) в зависимости от размера МНЧ.The Figure 7 shows the values of the specific absorption coefficient (SAR) depending on the size of the MNP.

На Фигуре 8 показана эффективность нагрева частиц Zn0,2Mn0,8Fe2O4 как график зависимости температуры от времени для различных значений напряженности поля Η при частоте f=100 кГц.Figure 8 shows the heating efficiency of Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 particles as a graph of temperature versus time for various field strengths Η at a frequency f = 100 kHz.

На Фигуре 9 показан график зависимости температуры от времени, включающий отношение эффективности нагрева ZnxMn1-xFe2O4 МНЧ (х=0,1) к эффективности нагрева других композиций: покрытых полимером и не покрытых полимером магнитных частиц (Fe3O4) и частиц LSMO (LaxSr1-xMnO3, x=0,75); Η=95 Э.The Figure 9 shows a graph of temperature versus time, including the ratio of the heating efficiency Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 MNP (x = 0.1) to the heating efficiency of other compositions: polymer-coated and polymer-free magnetic particles (Fe 3 O 4 ) and LSMO particles (La x Sr 1-x MnO 3 , x = 0.75); Η = 95 E.

На Фигуре 10 показаны изображения контрольных (а) и экспериментальных (b) клеток лейкемии линии K562, которые инкубировали при 37°С (а) и 43°С (b) в присутствии Zn-замещенных магнитных наночастиц на основе феррита марганца (10 мг). Исходное увеличение х250.Figure 10 shows the images of control ( a ) and experimental (b) leukemia cells of the K562 line, which were incubated at 37 ° C ( a ) and 43 ° C (b) in the presence of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite (10 mg) . The initial increase in x250.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В целом, настоящее изобретение описывает способ лечения злокачественных новообразований или тканей-мишеней с помощью локальной гипертермии с использованием магнитных наночастиц, обладающих улучшенными характеристиками нагрева для повышения теплопроизводительности и снижения нежелательных явлений.In General, the present invention describes a method for the treatment of malignant neoplasms or target tissues using local hyperthermia using magnetic nanoparticles having improved heating characteristics to increase heat production and reduce adverse events.

I. ОПРЕДЕЛЕНИЯI. DEFINITIONS

На всем протяжении настоящей заявки и формулы изобретения термины «включает» и «содержит» и их вариации, такие как «содержащий», «включающий», «имеет» и «имеющий», следует интерпретировать как инклюзивные. Употребление предметов в единственном числе в контексте описанного изобретения относится как к единственному, так и множественному числу указанных предметов, если иное не указано в настоящей заявке или явно не следует и контекста.Throughout the present application and claims, the terms “includes” and “contains” and their variations, such as “comprising”, “including”, “has” and “having”, should be interpreted as inclusive. The use of items in the singular in the context of the described invention refers to both the singular and plural of these items, unless otherwise indicated in this application or the context clearly does not follow.

Следует понимать, что каждый диапазон, описанный в настоящей заявке, представляет собой ряд чисел, принадлежащих указанному диапазону. Таким образом, каждый диапазон включает все и каждое значение, принадлежащее указанному диапазону, а также любой из его поддиапазонов. Если иное не указано, предполагается, что пограничные точки диапазона являются частью указанного диапазона.It should be understood that each range described in this application is a series of numbers belonging to the specified range. Thus, each range includes all and every value belonging to the specified range, as well as any of its subranges. Unless otherwise indicated, it is assumed that the boundary points of the range are part of the specified range.

При использовании в настоящей заявке термин «магнитная гипертермия» (аббревиатура «МГ») обозначает способ медицинского лечения, включающий подвергание всего тела, его локальной области или ткани повышенным температурам под воздействием электромагнитного поля для повреждения или уничтожения раковых клеток или для разрушения опухолей.When used in this application, the term "magnetic hyperthermia" (abbreviation "MG") refers to a method of medical treatment, including exposing the entire body, its local area or tissue to elevated temperatures under the influence of an electromagnetic field to damage or destroy cancer cells or to destroy tumors.

Термин «магнитные наночастицы» (аббревиатура «МНЧ») при использовании в настоящей заявке относится к классу наночастиц, которыми можно управлять с помощью градиентов магнитного поля. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения указанный термин относится к Zn-замещенным магнитным наночастицам на основе феррита марганца.The term "magnetic nanoparticles" (abbreviation "MNP") when used in this application refers to a class of nanoparticles that can be controlled using magnetic field gradients. According to a preferred embodiment of the invention, the term refers to Zn-substituted magnetic manganese ferrite nanoparticles.

При использовании в настоящей заявке термины «магнитное поле переменного тока (ПТ)» или «переменное магнитное поле» означают магнитное поле, вызванное переменным током.When used in this application, the terms "magnetic field of alternating current (PT)" or "alternating magnetic field" means a magnetic field caused by alternating current.

При использовании в настоящей заявке термины «злокачественная неоплазма», «злокачественное новообразование», «раковая клетка», «опухолевая клетка» или «опухоль» относятся к любому неопластическому росту у пациента, включая любые метастазы. Конкретные типы рака, которые можно лечить с использованием способов согласно настоящему изобретению, описаны в настоящей заявке.When used in this application, the terms "malignant neoplasm", "malignant neoplasm", "cancer cell", "tumor cell" or "tumor" refer to any neoplastic growth in a patient, including any metastases. Specific types of cancer that can be treated using the methods of the present invention are described herein.

В целом, термин «эффективность нагрева» означает отношение тепла, образующего в ходе процесса, к общей затраченной энергии или поглощенному теплу. При использовании в настоящей заявке указанный термин определяет способность магнитных наночастиц нагреваться до оптимальной температуры в описанном способе магнитной гипертермии. Указанная оптимальная температура обеспечивает быстрый и равномерный нагрев злокачественных новообразований, снижая риск термального повреждения здоровой ткани.In general, the term “heating efficiency” means the ratio of the heat generated during the process to the total energy expended or absorbed heat. When used in this application, this term defines the ability of magnetic nanoparticles to heat up to the optimum temperature in the described method of magnetic hyperthermia. The indicated optimal temperature provides fast and uniform heating of malignant neoplasms, reducing the risk of thermal damage to healthy tissue.

Термин «температура Кюри» (или «Тс») означает температуру, при которой конкретные материалы утрачивают свойства постоянного магнита с приобретением индуцированного магнетизма. Размер частиц в кристаллической решетке материала изменяет температуру Кюри. Благодаря малому размеру частиц колебания спина электрона становятся более значительными, что приводит, таким образом, к снижению Тс при снижении размера частиц, поскольку колебания вызывают разупорядоченность [17].The term "Curie temperature" (or "T s ") means the temperature at which specific materials lose the properties of a permanent magnet with the acquisition of induced magnetism. The particle size in the crystal lattice of the material changes the Curie temperature. Due to the small particle size, the electron spin oscillations become more significant, which thus leads to a decrease in T c with a decrease in particle size, since the oscillations cause disorder [17].

При использовании в настоящей заявке термин «удельный коэффициент поглощения» (или «SAR») представляет собой количество энергии, поглощаемой образцом на единицу массы. Частицы должны иметь высокие значения SAR для быстрого нагрева под воздействием прилагаемого переменного магнитного поля. SAR МНЧ сильно зависит от частоты и интенсивности прилагаемого магнитного поля, а также от химических, физических и магнитных свойств материала. Ожидается, что частицы, имеющие оптимальное значение удельного коэффициента поглощения (SAR), не вызывают перегрева опухолевой ткани при прилагаемом магнитном поле и обеспечивают желаемый терапевтический эффект благодаря достаточному подъему температуры.When used in this application, the term "specific absorption coefficient" (or "SAR") is the amount of energy absorbed by the sample per unit mass. Particles must have high SAR values for rapid heating under the influence of the applied alternating magnetic field. SAR MNP is highly dependent on the frequency and intensity of the applied magnetic field, as well as on the chemical, physical and magnetic properties of the material. It is expected that particles having an optimal specific absorption coefficient (SAR) value do not cause overheating of the tumor tissue with an applied magnetic field and provide the desired therapeutic effect due to a sufficient rise in temperature.

Более конкретно, указанные частицы обеспечивают нагрев области опухоли до желаемой температуры, составляющей от примерно 40 до примерно 46°С, при использовании их низкой концентрации и без перегрева областей с высокой концентрацией частиц при минимальных значениях частоты и амплитуды прилагаемого поля.More specifically, these particles provide heating of the tumor region to a desired temperature of from about 40 to about 46 ° C, using their low concentration and without overheating of regions with a high concentration of particles with minimal values of the frequency and amplitude of the applied field.

Термины «коэрцитивная сила» или «коэрцитивность», используемые в отношении ферромагнитного материала, означают интенсивность прилагаемого магнитного поля, необходимую для снижения намагниченности указанного материала до нуля после доведения намагниченности образца до насыщения. Другими словами, указанный параметр измеряет устойчивость ферромагнитного материала к размагничиванию.The terms "coercive force" or "coercivity" used in relation to a ferromagnetic material, mean the intensity of the applied magnetic field, necessary to reduce the magnetization of the specified material to zero after bringing the magnetization of the sample to saturation. In other words, this parameter measures the resistance of the ferromagnetic material to demagnetization.

Термин «константа анизотропии» или «магнитная константа анизотропии» отражает реализацию эффекта магнитной анизотропии в материале, где расположение ядерных магнитных моментов в определенном направлении кристалла является энергетически более эффективным по сравнению с другими направлениями. Под воздействием прилагаемого магнитного поля магнитный момент однодоменной наночастицы может вращаться. В твердом теле вращение происходит внутри частицы (релаксация Нееля). В магнитной жидкости оно может происходить посредством броуновской диффузии. Важными факторами, влияющими на время релаксации Нееля, являются константа анизотропии Keff и объем частицы V. Когда диаметр частицы составляет менее 15 нм, доминирует быстрая релаксация Нееля. Если диаметр частицы составляет более 15 нм, на ее характеристики влияет медленная броуновская релаксация.The term "anisotropy constant" or "magnetic anisotropy constant" reflects the realization of the effect of magnetic anisotropy in a material where the location of nuclear magnetic moments in a certain direction of the crystal is energetically more effective than other directions. Under the influence of the applied magnetic field, the magnetic moment of a single-domain nanoparticle can rotate. In a solid, rotation occurs inside the particle (Neel relaxation). In a magnetic fluid, it can occur through Brownian diffusion. Important factors affecting the Neel relaxation time are the anisotropy constant K eff and the particle volume V. When the particle diameter is less than 15 nm, fast Neel relaxation dominates. If the particle diameter is more than 15 nm, its slow Brownian relaxation affects its characteristics.

При использовании в настоящей заявке термины «селективно» и «селективность» (например, «селективность лечения») означают влияние с высоко специфичной активностью, обеспечивающее строго локализованный эффект. Термин «коэффициент повреждения клеток» означает процент раковых клеток, претерпевающих видимые морфологические изменения через 24 часа после их подвергания воздействию магнитного поля ПТ в присутствии магнитных наночастиц.When used in this application, the terms "selectively" and "selectivity" (for example, "treatment selectivity") mean an effect with highly specific activity, providing a strictly localized effect. The term "cell damage coefficient" means the percentage of cancer cells undergoing visible morphological changes 24 hours after they are exposed to the magnetic field of the PT in the presence of magnetic nanoparticles.

При использовании в настоящей заявке термин «введение» означает введение магнитных наночастиц в соответствии с изобретением или содержащей их фармацевтической композиции субъекту, нуждающемуся в указанном введении. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения указанный термин относится к внутривенному или внутриопухолевому введению.When used in this application, the term "introduction" means the introduction of magnetic nanoparticles in accordance with the invention or the pharmaceutical composition containing them to a subject in need of the specified introduction. According to a preferred embodiment of the invention, the term refers to intravenous or intratumoral administration.

Термины «субъект» и «пациент» используются в настоящей заявке взаимозаменяемо и относятся к животному, такому как млекопитающее, более предпочтительно к человеку.The terms “subject” and “patient” are used interchangeably herein and refer to an animal, such as a mammal, more preferably a human.

При использовании в настоящей заявке термины «лечить» и «лечение» относятся к подавлению или снижению развития патологического состояния, расстройства или заболевания или его клинических симптомов с помощью конкретной терапии.When used in this application, the terms "treat" and "treatment" refer to the suppression or reduction of the development of a pathological condition, disorder or disease or its clinical symptoms using specific therapy.

Термин «биологически активная молекула» используется для определения молекулы вещества, которую вводят субъекту, способной вызывать конкретный клеточный ответ. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения биологически активная молекула выбрана из противоракового агента, распознающего опухолевые клетки антитела или аптамера.The term “biologically active molecule” is used to define a molecule of a substance that is administered to a subject capable of eliciting a specific cellular response. According to a preferred embodiment of the invention, the biologically active molecule is selected from an anticancer agent that recognizes tumor cells of an antibody or aptamer.

II. ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯII. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

Согласно одному варианту реализации изобретения предложен способ лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии, включающий следующие стадии:According to one embodiment of the invention, a method for the treatment of malignant neoplasms using magnetic hyperthermia, comprising the following stages:

(i) доставка в место опухоли магнитных наночастиц, выбранных из группы магнитных оксидов металлов,(i) delivery to the tumor site of magnetic nanoparticles selected from the group of magnetic metal oxides,

(ii) подвергание области опухоли магнитному полю ПТ,(ii) exposure of the tumor region to the magnetic field of the PT,

(iii) последующее селективное повреждение или разрушение опухолевых клеток в области опухоли без повреждения здоровой окружающей ткани.(iii) subsequent selective damage or destruction of the tumor cells in the area of the tumor without damaging healthy surrounding tissue.

Согласно одному варианту реализации изобретения магнитные наночастицы представляют собой Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4, где x равен 0-0,9.According to one embodiment of the invention, the magnetic nanoparticles are Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , where x is 0-0.9.

Согласно конкретным вариантам реализации изобретения магнитные наночастицы представляют собой Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы Zn0,2Mn0,8Fe2O4. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили в ходе эксперимента, что вводимые магнитные наночастицы обладают повышенной эффективностью нагрева и высоким значением удельного коэффициента поглощения (SAR). SAR МНЧ сильно зависит от частоты и интенсивности прилагаемого магнитного поля, наряду с химическими, физическими и магнитными свойствами материала. В результате исследования, проведенного изобретателями, было обнаружено, что наночастицы с оптимальным значением SAR, описанные согласно изобретению, обеспечивают желаемый терапевтический эффект благодаря достаточному подъему температуры без перегрева опухолевой ткани под воздействием прилагаемого магнитного поля. На основе экспериментального исследования изобретатели определили размер наночастиц для применения согласно настоящему изобретению для обеспечения максимального коэффициента повреждения клеток и выбора состава МНЧ, например, степени Zn-замещения, и параметров магнитного поля, таких как частота и/или сила магнитного поля. Размер измеряли, как показано в Примере 2.According to specific embodiments of the invention, the magnetic nanoparticles are Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 . The authors of the present invention unexpectedly discovered during the experiment that the introduced magnetic nanoparticles have increased heating efficiency and high specific absorption coefficient (SAR). The SAR of the MNP is highly dependent on the frequency and intensity of the applied magnetic field, along with the chemical, physical and magnetic properties of the material. As a result of a study conducted by the inventors, it was found that nanoparticles with an optimal SAR value described according to the invention provide the desired therapeutic effect due to a sufficient rise in temperature without overheating of the tumor tissue under the influence of the applied magnetic field. Based on an experimental study, the inventors determined the size of the nanoparticles for use according to the present invention in order to maximize the cell damage coefficient and select the composition of the MNP, for example, the degree of Zn substitution, and magnetic field parameters such as frequency and / or magnetic field strength. The size was measured as shown in Example 2.

Согласно одному варианту реализации изобретения предпочтительный средний размер наночастиц составляет менее 40 нм. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения средний размер наночастиц находится в диапазоне от 1 до 100 нм, от 2 до 50 нм, от 4 до 40 нм или от 5 до 30 нм. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения средний размер наночастиц составляет от 5 до 25 нм. Авторы обнаружили, что указанный диапазон размеров является решающим фактором для повышения эффективности нагрева наночастиц.According to one embodiment of the invention, a preferred average nanoparticle size is less than 40 nm. In some embodiments, the average nanoparticle size is in the range of 1 to 100 nm, 2 to 50 nm, 4 to 40 nm, or 5 to 30 nm. According to a preferred embodiment of the invention, the average nanoparticle size is from 5 to 25 nm. The authors found that the specified size range is a decisive factor for improving the heating efficiency of nanoparticles.

Согласно одному варианту реализации изобретения температура Кюри МНЧ для применения в описанном способе может составлять от 39°С до 550°С. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения температура Кюри наночастиц составляет от 40 до 100°С, от 45 до 150°С, от 50 до 200°С, от 60 до 250°С, от 65 до 300°С, от 70 до 350°С, от 80 до 400°С, от 85 до 450°С, или от 90 до 550°С. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения температура Кюри наночастиц составляет от 42°С до 45°С. Изобретатели обнаружили, что конкретный указанный диапазон температур обеспечивает самую высокую эффективность и скорость повреждения клеток, составляющую более чем 50%.According to one embodiment of the invention, the Curie temperature of the MNPs for use in the described method can be from 39 ° C to 550 ° C. According to some embodiments of the invention, the Curie temperature of the nanoparticles is from 40 to 100 ° C, from 45 to 150 ° C, from 50 to 200 ° C, from 60 to 250 ° C, from 65 to 300 ° C, from 70 to 350 ° C , from 80 to 400 ° C, from 85 to 450 ° C, or from 90 to 550 ° C. According to a preferred embodiment of the invention, the Curie temperature of the nanoparticles is from 42 ° C to 45 ° C. The inventors have found that the specified temperature range provides the highest efficiency and cell damage rate of more than 50%.

Согласно одному варианту реализации изобретения магнитные наночастицы для применения согласно настоящему изобретению характеризуются средним значением коэрцитивной силы, составляющим от 5 до 250 Э. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения среднее значение коэрцитивной силы составляет от 5 до 40 Э, от 10 до 45 Э, от 17 до 35 Э, от 20 до 50 Э, от 24 до 48 Э, от 30 до 90 Э, от 45 до 120 Э, от 60 до 110 Э, от 78 до 190 Э или от 95 до 250 Э. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения значение коэрцитивной силы составляет от 10 до 30 Э. Авторы показали, что значение коэрцитивной силы сильно зависит от степени Zn-замещения (см. Пример 5).According to one embodiment of the invention, magnetic nanoparticles for use in accordance with the present invention are characterized by an average coercive force of 5 to 250 Oe. According to some embodiments of the invention, the average coercive force is 5 to 40 Oe, 10 to 45 Oe, 17 to 35 Oe, from 20 to 50 Oe, from 24 to 48 Oe, from 30 to 90 Oe, from 45 to 120 Oe, from 60 to 110 Oe, from 78 to 190 Oe or from 95 to 250 Oe. According to a preferred embodiment of the invention the value of the coercive force is from 10 to 30 E. The authors showed that then the value of the coercive force strongly depends on the degree of Zn substitution (see Example 5).

МНЧ, используемые в способе согласно настоящему изобретению, можно легко синтезировать с помощью способов получения, известных специалисту в данной области техники. Способы, подходящие для получения МНЧ, включают ко-преципитацию, гидротермальный синтез, термальную декомпозицию, микроэмульсионные методы, синтез методом золь-гель, синтез пламенным распылением. Например, магнитные наночастицы для применения в описанном способе можно синтезировать с помощью способа ко-преципитации в атмосфере Ar (Пример 1, [18]).The MNPs used in the method according to the present invention can be easily synthesized using production methods known to those skilled in the art. Methods suitable for producing MNPs include co-precipitation, hydrothermal synthesis, thermal decomposition, microemulsion methods, sol-gel synthesis, and flame spray synthesis. For example, magnetic nanoparticles for use in the described method can be synthesized using the co-precipitation method in an Ar atmosphere (Example 1, [18]).

Согласно одному варианту реализации изобретения магнитные наночастицы для применения в описанном способе могут содержать защитную оболочку или покрытие. Изобретатели обнаружили, что указанная защитная оболочка или покрытие обеспечивает повышение биосовместимости МНЧ. Согласно одному варианту реализации изобретения защитная оболочка или покрытие состоит из биосовместимого полимерного материала. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения биосовместимый полимерный материал представляет собой полиэтиленгликоль (ПЭГ), полипропилен, декстран, поливинилдифторид (ПВДФ), поливинилпирролидон (ПВП) или полиакриловую кислоту. Согласно одному варианту реализации изобретения биосовместимый полимерный материал представляет собой полиэтиленгликоль (ПЭГ) или декстран. Изобретатели удачным образом обнаружили, что нековалентная иммобилизация ПЭГ на поверхности наночастиц повышает время циркуляции наночастиц в кровотоке и эффективность их всасывания клетками, и, таким образом, повышает коэффициент повреждения раковых клеток. Подобным образом, изобретатели обнаружили, что покрытые декстраном частицы проявляют более высокую стабильность в коллоидном растворе наночастиц и повышенное время циркуляции в кровотоке. Согласно другому варианту реализации изобретения биосовместимый полимерный материал представляет собой полипропилен и/или поливинилдифторид (ПВДФ) (см. Пример 3).According to one embodiment of the invention, magnetic nanoparticles for use in the described method may comprise a protective sheath or coating. The inventors have found that said protective sheath or coating provides an increase in the biocompatibility of MNPs. According to one embodiment of the invention, the protective sheath or coating consists of a biocompatible polymeric material. In some embodiments, the biocompatible polymer material is polyethylene glycol (PEG), polypropylene, dextran, polyvinyl difluoride (PVDF), polyvinyl pyrrolidone (PVP), or polyacrylic acid. In one embodiment, the biocompatible polymer material is polyethylene glycol (PEG) or dextran. The inventors have successfully found that non-covalent immobilization of PEG on the surface of nanoparticles increases the circulation time of nanoparticles in the bloodstream and the efficiency of their absorption by cells, and thus increases the coefficient of damage to cancer cells. Similarly, inventors have found that dextran-coated particles exhibit higher stability in a colloidal solution of nanoparticles and increased circulation time in the bloodstream. According to another embodiment of the invention, the biocompatible polymer material is polypropylene and / or polyvinyl difluoride (PVDF) (see Example 3).

В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения магнитное поле представляет собой переменное магнитное поле, созданное внешним источником и имеющее амплитуду от 14 Э до 300 Э и частоту от 80 кГц до 1000 кГц. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения амплитуда магнитного поля ПТ составляет от 14 до 90 Э, от 30 Э до 150 Э, от 50 Э до 200 Э, от 60 Э до 230 Э, от 80 Э до 250 Э, от 40 до 200 Э, от 70 до 290 Э или от 90 Э до 300 Э. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения частота магнитного поля ПТ составляет от 1 кГц до 100 кГц, от 50 кГц до 300 кГц, от 80 кГц до 500 кГц, от 100 кГц до 700 кГц, от 150 кГц до 900 кГц или от 90 кГц до 1000 кГц. Изобретатели обнаружили, что магнитное поле ПТ с амплитудой 100 Э и частотой 100 кГц, обеспечивает эффективное повреждение клеток. В Примере 4 описано экспериментальное устройство для создания магнитного поля. Магнитное поле прилагается к предварительно определенной области и в течение предварительно определенного времени для обеспечения нагрева магнитных наночастиц до температуры, достаточной для повреждения или разрушения опухолевых клеток без повреждения здоровой окружающей ткани.According to an embodiment of the present invention, the magnetic field is an alternating magnetic field created by an external source and having an amplitude of from 14 Oe to 300 Oe and a frequency from 80 kHz to 1000 kHz. According to some embodiments of the invention, the amplitude of the magnetic field of the PT is from 14 to 90 Oe, from 30 Oe to 150 Oe, from 50 Oe to 200 Oe, from 60 Oe to 230 Oe, from 80 Oe to 250 Oe, from 40 to 200 Oe, from 70 to 290 Oe or from 90 Oe to 300 Oe. According to some embodiments of the invention, the magnetic field frequency of the PT is from 1 kHz to 100 kHz, from 50 kHz to 300 kHz, from 80 kHz to 500 kHz, from 100 kHz to 700 kHz , from 150 kHz to 900 kHz or from 90 kHz to 1000 kHz. The inventors found that the magnetic field of the PT with an amplitude of 100 Oe and a frequency of 100 kHz provides effective cell damage. Example 4 describes an experimental device for creating a magnetic field. A magnetic field is applied to a predetermined area and for a predetermined time to ensure that the magnetic nanoparticles are heated to a temperature sufficient to damage or destroy tumor cells without damaging healthy surrounding tissue.

Согласно одному варианту реализации изобретения магнитное поле ПТ создается с помощью внешнего источника поля со значением градиента поля от 3 до 100 Т/м для точного определения движения и расположения наночастиц в месте опухоли во время лечения, в частности, после стадии доставки магнитных наночастиц в опухоль. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения внешний источник поля, создающий магнитное поле ПТ, помещают внутри или снаружи тела пациента, нуждающегося в указанном лечении.According to one embodiment of the invention, the magnetic field of the PT is created using an external field source with a field gradient of 3 to 100 T / m to accurately determine the movement and location of the nanoparticles at the site of the tumor during treatment, in particular after the stage of delivery of the magnetic nanoparticles to the tumor. According to some embodiments of the invention, an external field source generating a magnetic field of the PT is placed inside or outside the body of a patient in need of said treatment.

Согласно конкретным вариантам реализации изобретения способ, описанный в настоящей заявке, может необязательно включать стадию локализации и регулирования концентрации наночастиц в области опухоли с помощью внешнего источника поля на основе системы щелочно-земельных постоянных магнитов с использованием цилиндров Халбаха. Такой подход позволяет максимизировать силы, прилагаемые к магнитным наночастицам, направленным на глубоко расположенные ткани, обеспечивая, таким образом, возможность лечения более широкого класса пациентов, например пациентов с более глубокими опухолями [19]. Стадия локализации и регулирования концентрации наночастиц в месте опухоли предпочтительно осуществляют после стадии доставки магнитных наночастиц в опухоль. Авторы предполагают, что точная локализация и регулирование концентрации наночастиц в опухоли может существенно повышать селективность лечения.According to specific embodiments of the invention, the method described in this application may optionally include the stage of localization and regulation of the concentration of nanoparticles in the tumor region using an external field source based on a system of alkaline-earth permanent magnets using Halbach cylinders. Such an approach allows one to maximize the forces applied to magnetic nanoparticles directed to deeply located tissues, thus providing the possibility of treating a wider class of patients, for example, patients with deeper tumors [19]. The stage of localization and regulation of the concentration of nanoparticles at the site of the tumor is preferably carried out after the stage of delivery of magnetic nanoparticles to the tumor. The authors suggest that precise localization and regulation of the concentration of nanoparticles in the tumor can significantly increase the selectivity of treatment.

В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения время подвергания воздействию магнитного поля ПТ может варьировать от 15 до 60 мин. Указанное время, как правило, является достаточным для нагрева опухолевой ткани до терапевтических температур и/или температур абляции (предпочтительно, 38-51°С). Согласно некоторым вариантам реализации изобретения время подвергания воздействию магнитного поля ПТ составляет от 15 до 30 мин, от 20 до 40 мин, от 30 до 50 мин, или от 40 до 60 мин. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения время подвергания воздействию магнитного поля ПТ составляет от 30 до 45 мин. Изобретатели обнаружили, что указанный временной диапазон является достаточным для эффективного нагрева области опухоли до терапевтических температур, составляющих 42-45°С, при сниженном риске термального повреждения здоровой ткани.According to an embodiment of the present invention, the exposure time to the magnetic field of the PT can vary from 15 to 60 minutes. The specified time, as a rule, is sufficient to heat the tumor tissue to therapeutic temperatures and / or ablation temperatures (preferably 38-51 ° C). According to some embodiments of the invention, the time of exposure to the magnetic field of the PT is from 15 to 30 minutes, from 20 to 40 minutes, from 30 to 50 minutes, or from 40 to 60 minutes. According to a preferred embodiment of the invention, the exposure time to the magnetic field of the PT is from 30 to 45 minutes. The inventors have found that the specified time range is sufficient to effectively heat the tumor region to therapeutic temperatures of 42-45 ° C, with a reduced risk of thermal damage to healthy tissue.

Согласно одному варианту реализации изобретения область опухоли нагревают до 38-51°С под воздействием переменного магнитного поля. Температуры, превышающие 45-50°С, обычно применяют для локальной индукции некроза ткани (способы термоабляции), при этом температуры в диапазоне от 41 до 45°С можно использовать для повреждения раковых клеток (что является предпочтительным для малых опухолей), связанного с дефектами мембран, конформационными изменениями, ингибированием синтеза РНК, ДНК и белка и т.д. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения область опухоли нагревают до температуры от 39 до 45°С, от 40 до 42°С, от 41 до 45°С, от 43 до 47°С или от 45 до 51°С. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения область опухоли нагревают до температуры от 42°С до 45°С. Авторы показали, что указанный диапазон температур обеспечивает эффективное повреждение раковых клеток с коэффициентом повреждения более 50% (см. Пример 7).According to one embodiment of the invention, the tumor region is heated to 38-51 ° C under the influence of an alternating magnetic field. Temperatures in excess of 45-50 ° C are usually used for local induction of tissue necrosis (thermal ablation methods), while temperatures in the range of 41 to 45 ° C can be used to damage cancer cells (which is preferred for small tumors) associated with defects membranes, conformational changes, inhibition of the synthesis of RNA, DNA and protein, etc. According to some embodiments of the invention, the tumor region is heated to a temperature of from 39 to 45 ° C, from 40 to 42 ° C, from 41 to 45 ° C, from 43 to 47 ° C, or from 45 to 51 ° C. According to a preferred embodiment of the invention, the tumor region is heated to a temperature of 42 ° C to 45 ° C. The authors showed that this temperature range provides effective damage to cancer cells with a damage coefficient of more than 50% (see Example 7).

В целом, клеточная гибель представляет собой каскадный процесс, который включает ряд стадий, от ранних морфологических изменений до апоптоза, которые имеют разную продолжительность. Согласно одному варианту реализации изобретения стадия селективного повреждения или разрушения опухолевых клеток в области опухоли может варьировать от 1 часа до 96 часов. Продолжительность указанной стадии зависит от конкретных факторов, таких как тип, размер и расположение опухоли, температура нагрева, время подвергания воздействию и т.д. Изобретатели обнаружили, что экспериментальное повреждение или разрушение раковых клеток с коэффициентом повреждения клеток более 50% занимает примерно 24 часа (Пример 7).In general, cell death is a cascade process that involves a number of stages, from early morphological changes to apoptosis, which have different durations. According to one embodiment of the invention, the step of selectively damaging or destroying the tumor cells in the region of the tumor can vary from 1 hour to 96 hours. The duration of this stage depends on specific factors, such as the type, size and location of the tumor, heating temperature, exposure time, etc. The inventors found that experimental damage or destruction of cancer cells with a cell damage coefficient of more than 50% takes about 24 hours (Example 7).

Согласно одному варианту реализации изобретения способ лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии, описанный в настоящей заявке, может включать стадию неинвазивного измерения температуры опухоли. Возможные пути измерения температуры опухоли при МГ включают, например, инвазивные и неинвазивные подходы, такие как применение термопарного зонда, измерение температуры с помощью магнитно-резонансной визуализации или температурной зависимости высших гармоник намагниченности. Согласно одному варианту реализации изобретения на стадии неинвазивного измерения температуры опухоли используется измерение температуры с помощью магнитно-резонансной визуализации или температурной зависимости высших гармоник намагниченности. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения стадия неинвазивного измерения температуры опухоли включает измерение температуры с помощью магнитно-резонансной визуализации. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения указанный способ необязательно включает стадию инвазивного измерения температуры опухоли, например с применением термопарного зонда. Измерение температуры опухоли предпочтительно осуществляют во время стадии подвергания области опухоли воздействию магнитного поля ПТ.According to one embodiment of the invention, the method for treating malignant neoplasms using magnetic hyperthermia described herein may include the step of non-invasively measuring the temperature of the tumor. Possible ways to measure the temperature of a tumor in MG include, for example, invasive and non-invasive approaches, such as using a thermocouple probe, measuring temperature using magnetic resonance imaging or the temperature dependence of higher harmonics of magnetization. According to one embodiment of the invention, a temperature measurement using magnetic resonance imaging or the temperature dependence of the higher harmonics of magnetization is used at the stage of non-invasive measurement of tumor temperature. According to a preferred embodiment of the invention, the step of non-invasively measuring the temperature of the tumor includes measuring the temperature using magnetic resonance imaging. In some embodiments, the method optionally includes the step of invasively measuring the temperature of the tumor, for example using a thermocouple probe. The measurement of the temperature of the tumor is preferably carried out during the step of exposing the tumor region to the magnetic field of the PT.

В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения способ лечения злокачественных новообразований путем магнитной гипертермии также может включать выбор параметров электромагнитного поля (сила, частота), характеристик магнитных наночастиц (концентрация, средний размер, распределение по размеру, температура Кюри, среднее значение коэрцитивной силы, покрытие), продолжительности и количества циклов подвергания воздействию магнитного поля ПТ и способа инъекции, локализации и времени удерживания наночастиц для каждого типа опухоли. Необязательно указанный подход учитывает другие параметры, такие как объем наночастиц, SAR и константа анизотропии; размер, плотность и расположение опухоли; состояние пациента и т.д., обеспечивая, таким образом, повышенную эффективность и селективность лечения.In accordance with an embodiment of the present invention, a method for treating malignant neoplasms by magnetic hyperthermia may also include selecting electromagnetic field parameters (strength, frequency), characteristics of magnetic nanoparticles (concentration, average size, size distribution, Curie temperature, average coercive force, coating) , the duration and number of cycles of exposure to the magnetic field of the PT and the method of injection, localization and retention time of nanoparticles for each type of op aches. Optionally, this approach takes into account other parameters, such as the volume of nanoparticles, SAR, and the anisotropy constant; size, density and location of the tumor; the condition of the patient, etc., thus providing increased efficiency and selectivity of treatment.

В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения МНЧ, используемые в описанном способе, можно вводить любым эффективным удобным способом, включая внутривенное, внутримышечное, подкожное, внутриопухолевое, пероральное, интраназальное, ингаляционное, ректальное, интравагинальное или местное введение. Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения магнитные наночастицы вводят внутривенно или внутрь опухоли в конкретные участки тела пациента, нуждающегося в указанном введении.In accordance with an embodiment of the present invention, the MNPs used in the described method can be administered by any effective convenient route, including intravenous, intramuscular, subcutaneous, intratumoral, oral, intranasal, inhaled, rectal, intravaginal or topical administration. According to a preferred embodiment of the invention, the magnetic nanoparticles are administered intravenously or into the tumor into specific areas of the body of a patient in need of said administration.

Дозировка, режим и продолжительность лечения зависят от типа опухоли, подвергаемой гипертермии, а также возраста, массы тела и ответа на лечение конкретного пациента и должны определяться специалистом в индивидуальном порядке для каждого клинического случая. Однако необходимо отметить, что концентрация наночастиц, составляющая между 20 и 80 мг/см3, способна приводить к температуре абляции (>50°С). Таким образом, гомогенные магнитные материалы с относительно низким значением SAR могут являться подходящими для магнитной гипертермии, если объем раствора частиц, подлежащего введению, меньше размера опухоли.Dosage, regimen and duration of treatment depend on the type of tumor undergoing hyperthermia, as well as age, body weight and response to treatment of a particular patient and must be determined by a specialist individually for each clinical case. However, it should be noted that the concentration of nanoparticles, which is between 20 and 80 mg / cm 3 , can lead to an ablation temperature (> 50 ° C). Thus, homogeneous magnetic materials with a relatively low SAR value may be suitable for magnetic hyperthermia if the volume of the particle solution to be introduced is less than the size of the tumor.

Согласно другому аспекту изобретения заболевание или расстройство, подлежащее лечению у субъекта с помощью способа, описанного в настоящей заявке, может включать, но не ограничивается указанными, рак молочной железы, рак легких, рак глотки, рак гортани, рак пищевода, рак желудка, рак печени, рак поджелудочной железы, рак толстой кишки, рак матки, рак шейки матки, рак яичников, рак мочевого пузыря, рак яичка, рак предстательной железы, рак кости и рак мозга.According to another aspect of the invention, the disease or disorder to be treated in a subject using the method described herein may include, but is not limited to, breast cancer, lung cancer, pharyngeal cancer, laryngeal cancer, esophageal cancer, stomach cancer, liver cancer , pancreatic cancer, colon cancer, uterine cancer, cervical cancer, ovarian cancer, bladder cancer, testicular cancer, prostate cancer, bone cancer and brain cancer.

Согласно другому варианту реализации изобретения изобретение относится к применению Zn-замещенных магнитных наночастиц на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4, где x равен 0-0,9, для лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии. Согласно конкретным вариантам реализации изобретения изобретение относится к применению в описанном способе Zn-замещенных магнитных наночастиц на основе феррита марганца формулы Zn0,2Mn0,8Fe2O4.According to another embodiment of the invention, the invention relates to the use of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 , where x is 0-0.9, for the treatment of malignant neoplasms using magnetic hyperthermia. According to specific embodiments of the invention, the invention relates to the use in the described method of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 .

Согласно одному варианту реализации изобретения предложена фармацевтическая композиция для лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии, содержащая Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9) и фармацевтически приемлемый носитель. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения магнитные наночастицы представляют собой Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы Zn0,2Mn0,8Fe2O4. Фармацевтически приемлемый носитель относится к фармацевтически приемлемому материалу или носителю, такому как жидкий или твердый наполнитель, разбавитель, вспомогательное вещество или растворитель, и может включать сахара (лактозу, глюкозу, сахарозу и т.д.), крахмал (кукурузный крахмал или картофельный крахмал), целлюлозу и ее производные, солод, желатин, гликоли (например пропиленгликоль), полиолы (глицерин, сорбит, маннит и т.д.), буферные агенты, изотонический солевой раствор, этиловый спирт и другие нетоксичные биосовместимые вещества.According to one embodiment of the invention, there is provided a pharmaceutical composition for treating malignant neoplasms using magnetic hyperthermia, comprising Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9) and a pharmaceutically acceptable carrier. In some embodiments, the magnetic nanoparticles are Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 . A pharmaceutically acceptable carrier refers to a pharmaceutically acceptable material or carrier, such as a liquid or solid excipient, diluent, excipient or solvent, and may include sugars (lactose, glucose, sucrose, etc.), starch (corn starch or potato starch) , cellulose and its derivatives, malt, gelatin, glycols (e.g. propylene glycol), polyols (glycerin, sorbitol, mannitol, etc.), buffering agents, isotonic saline, ethyl alcohol and other non-toxic biocompatible substances.

Указанная фармацевтической композиции может необязательно содержать биологически активную молекулу, где указанная биологически активная молекула выбрана из противоракового агента, распознающего опухолевые клетки антитела или аптамера. Примеры биологически активных молекул, подходящих для применения в фармацевтической композиции в соответствии с изобретением включают, но не ограничиваются указанными, противораковые агенты, такие как карбоплатин, цисплатин, даунорубицин, доксорубицин, фторурацил, метотрексат, паклитаксел, тамоксифен, винкристин; антитела, такие как алемтузумаб, бевацизумаб, цетуксимаб, матузумаб, обинутузумаб, офатумумаб, панитумумаб, пертузумаб, ритуксимаб, трастузумаб; аптамеры, такие как агонисты толл-подобных рецепторов (Toll-like receptor, TLR) или лиганды рецептора GCC. Авторы предполагают, что применение МНЧ в комбинации с биологически активными веществами в описанном способе может существенно повышать эффективность и селективность лечения.Said pharmaceutical composition may optionally comprise a biologically active molecule, wherein said biologically active molecule is selected from an anticancer agent that recognizes tumor cells of an antibody or aptamer. Examples of biologically active molecules suitable for use in the pharmaceutical composition of the invention include, but are not limited to, anti-cancer agents such as carboplatin, cisplatin, daunorubicin, doxorubicin, fluorouracil, methotrexate, paclitaxel, tamoxifen, vincristine; antibodies, such as alemtuzumab, bevacizumab, cetuximab, matuzumab, obinutuzumab, ofatumumab, panitumumab, pertuzumab, rituximab, trastuzumab; aptamers, such as toll-like receptor (TLR) agonists or GCC receptor ligands. The authors suggest that the use of MNP in combination with biologically active substances in the described method can significantly increase the effectiveness and selectivity of treatment.

Фармацевтическая композиция согласно изобретению для лечения злокачественных новообразований с помощью МГ может быть представлена в виде раствора для инфузии, раствора для инъекций, порошка или лиофилизата. Специалист в области медицины должен определить дозировку, режим и продолжительность лечения в индивидуальном порядке для каждого клинического случая в зависимости от характеристик пациента, подлежащего лечению. Фармацевтическую композицию, описанную в настоящей заявке, можно вводить субъекту с помощью различных способов, включая внутрисосудистое, внутримышечное, подкожное, внутриопухолевое, пероральное, интраназальное, ингаляционное, ректальное, интравагинальное или местное введение.The pharmaceutical composition according to the invention for the treatment of malignant neoplasms using MG can be presented in the form of a solution for infusion, a solution for injection, powder or lyophilisate. The specialist in the field of medicine should determine the dosage, regimen and duration of treatment individually for each clinical case, depending on the characteristics of the patient to be treated. The pharmaceutical composition described herein can be administered to a subject using various methods, including intravascular, intramuscular, subcutaneous, intratumoral, oral, intranasal, inhalation, rectal, intravaginal or topical administration.

Фармацевтическая композиция согласно изобретению подходит для лечения с помощью МГ заболевания или расстройства, такого как злокачественное новообразование или рак у пациента, нуждающегося в указанном лечении. Примеры включают, но не ограничиваются указанными, рак молочной железы, рак легких, рак глотки, рак гортани, рак пищевода, рак желудка, рак печени, рак поджелудочной железы, рак толстой кишки, рак матки, рак шейки матки, рак яичников, рак мочевого пузыря, рак яичка, рак предстательной железы, рак кости и рак мозга.The pharmaceutical composition according to the invention is suitable for treating with MG a disease or disorder, such as a malignant neoplasm or cancer, in a patient in need of said treatment. Examples include, but are not limited to, breast cancer, lung cancer, pharyngeal cancer, laryngeal cancer, esophageal cancer, stomach cancer, liver cancer, pancreatic cancer, colon cancer, uterine cancer, cervical cancer, ovarian cancer, urinary cancer bladder cancer, testicular cancer, prostate cancer, bone cancer and brain cancer.

Далее следуют неограничивающие примеры, иллюстрирующие настоящее изобретение.The following are non-limiting examples illustrating the present invention.

ПРИМЕРЫ EXAMPLES

ПРИМЕР 1. ПОЛУЧЕНИЕ НАНОЧАСТИЦEXAMPLE 1. Obtaining nanoparticles

Магнитные наночастицы, используемые в описанном способе, можно легко получить с помощью способов, известных специалисту в данной области техники. МНЧ формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9) для применения в способе магнитной гипертермии синтезировали с помощью метода ко-преципитации в атмосфере Ar [18]. Для синтеза образца с 50% Zn-замещением растворы 0,5М MnCl2, ZnNO3 и 1М FeCl3 смешивали в отношении 1:1:2 и нагревали до 85°С, перемешивали, затем добавляли 0,64М раствор NaOH в качестве катализатора. Смесь нагревали до 95°С в течение часа, затем промывали и охарактеризовали. Оставшиеся образцы с Zn-замещением на 10%, 20%, 90% получали подобным образом. Следующая формула описывает указанный процесс:The magnetic nanoparticles used in the described method can be easily obtained using methods known to a person skilled in the art. MNPs of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9) for use in the magnetic hyperthermia method were synthesized using the co-precipitation method in an Ar atmosphere [18]. To synthesize a sample with 50% Zn substitution, solutions of 0.5 M MnCl 2 , ZnNO 3 and 1 M FeCl 3 were mixed in a 1: 1: 2 ratio and heated to 85 ° C, stirred, then a 0.64 M NaOH solution was added as a catalyst. The mixture was heated to 95 ° C for one hour, then washed and characterized. The remaining samples with Zn substitution of 10%, 20%, 90% were obtained in a similar way. The following formula describes the specified process:

Figure 00000002
Figure 00000002

Полученные наночастицы (х=0,5) имеют размер, составляющий примерно 10 нм, и соответствуют узкому пику на диаграмме распределения по размеру, а также характеризуются высокой монодисперсностью.The resulting nanoparticles (x = 0.5) have a size of approximately 10 nm and correspond to a narrow peak in the size distribution diagram, and are also characterized by high monodispersity.

ПРИМЕР 2. АНАЛИЗ ОБРАЗЦОВ С ПОМОЩЬЮ ФОТОКОРЕЛЛЯЦИОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ И ТРАНСМИССИОННОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИEXAMPLE 2. ANALYSIS OF SAMPLES USING PHOTOCORRELATION SPECTROSCOPY AND TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY

Полученные образцы наночастиц анализировали с помощью следующих далее способов. Фотокорелляционная спектроскопия (ФКС) представляет собой способ определения размера частиц в растворе с помощью коэффициента диффузии. Броуновское движение частиц в растворе и последующая локальная гетерогенность их концентрации приводит к корреляции коэффициента преломления конкретной среды и колебаний интенсивности рассеянного света при прохождении через среду. Таким образом, можно определить коэффициент диффузии, так как он пропорционален постоянной времени экспоненциально затухающего ослабления интенсивности рассеянного света. Гидродинамический радиус наночастицы рассчитывают с помощью уравнения Стокса-Эйнштейна, связывающего коэффициент диффузии и вязкость жидкости с размером частиц.The obtained samples of nanoparticles were analyzed using the following methods. Photocorrelation spectroscopy (FCC) is a method for determining the particle size in a solution using a diffusion coefficient. The Brownian motion of particles in solution and the subsequent local heterogeneity of their concentration leads to a correlation of the refractive index of a particular medium and fluctuations in the intensity of scattered light when passing through the medium. Thus, it is possible to determine the diffusion coefficient, since it is proportional to the time constant of the exponentially decaying attenuation of the intensity of the scattered light. The hydrodynamic radius of a nanoparticle is calculated using the Stokes-Einstein equation, which relates the diffusion coefficient and viscosity of a liquid to particle size.

Трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ) основана на принципе прохождения/отражения пучка электронов через тонкую (примерно 0,1 мкм) поверхность с последующим увеличением изображения. Образцы наносили на сетку путем разведения раствора до очень низкой концентрации частиц. Каплю (примерно 1-2 мкл) наносили на сетку-подложку (медную сетку, покрытую формваром) и сушили при комнатной температуре в отсутствие источников магнитного поля. Для анализа образцов использовали трансмиссионный электронный микроскоп Hitachi Н-7000 (100 кВт, 0,5 Т).Transmission electron microscopy (TEM) is based on the principle of transmission / reflection of an electron beam through a thin (approximately 0.1 μm) surface, followed by image enlargement. Samples were applied to the grid by diluting the solution to a very low concentration of particles. A drop (about 1-2 μl) was applied to a substrate grid (copper grid coated with formar) and dried at room temperature in the absence of magnetic field sources. To analyze the samples, a Hitachi H-7000 transmission electron microscope (100 kW, 0.5 T) was used.

Результаты представлены на Фигурах 1 и 2. На Фигуре 1 показаны изображения образцов с различным содержанием Zn, полученные с помощью ТЭМ. На Фигуре 2 показано распределение наночастиц по размеру в зависимости от степени Zn-замещения.The results are presented in Figures 1 and 2. Figure 1 shows images of samples with different Zn contents obtained using TEM. Figure 2 shows the size distribution of nanoparticles depending on the degree of Zn substitution.

ПРИМЕР 3. СПОСОБ ПОСЛОЙНОГО НАНЕСЕНИЯ МНЧ НА ПОЛИПРОПИЛЕНОВОЕ И ПОЛИВИНИЛДИФТОРИДНОЕ ПОКРЫТИЕEXAMPLE 3. METHOD OF LAYERED APPLICATION OF MNP ON POLYPROPYLENE AND POLYVINYL DIFFLUORIDE COATING

Магнитные наночастицы для применения в описанном способе могут содержать защитную оболочку или покрытие, состоящее из биосовместимого полимерного материала, позволяющего повышать биосовместимость МНЧ. Согласно некоторым вариантам реализации изобретения биосовместимый полимерный материал представляет собой полипропилен и/или поливинилдифторид (ПВДФ). Исходный способ послойного нанесения МНЧ на указанное покрытие основан на электростатическом притяжении противоположно заряженных слоев, которые наносят последовательно. На первом стадии поверхность полипропилена и поливинилдифторида покрывали слоем положительно заряженного полиэлектролитного геля (полиаллиламина гидрохлорида). Затем поверхность промывали дистиллированной водой. Далее отрицательно заряженные МНЧ осаждали на поверхность с последующим промыванием в дистиллированной воде. Осуществляли несколько циклов описанного процесса в соответствии с требуемым количеством слоев. После последнего нанесения поверхность сушили.Magnetic nanoparticles for use in the described method may contain a protective shell or coating consisting of a biocompatible polymer material, which allows to increase the biocompatibility of MNPs. In some embodiments, the biocompatible polymer material is polypropylene and / or polyvinyl difluoride (PVDF). The initial method of layer-by-layer application of MNPs onto the specified coating is based on the electrostatic attraction of oppositely charged layers, which are applied sequentially. In the first stage, the surface of polypropylene and polyvinyl difluoride was covered with a layer of positively charged polyelectrolyte gel (polyallylamine hydrochloride). Then the surface was washed with distilled water. Further, negatively charged MNPs were deposited on the surface, followed by washing in distilled water. Several cycles of the described process were carried out in accordance with the required number of layers. After the last application, the surface was dried.

ПРИМЕР 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОEXAMPLE 4. EXPERIMENTAL DEVICE

Экспериментальное устройство с охлаждением воздуха для экспериментальной МГ in vitro состоит из: 1) системы генерации магнитного поля, включающей источник энергии, генератор, магнитную катушку (соленоид) и контрольную цепь, 2) систему измерения температуры, включающую термопару и контролирующий вольтметр, 3) систему охлаждения, включающую систему водяного охлаждения спирали, дополнительные охлаждающие вентиляторы генератора и источника энергии и 4) систему внешнего управления, включающую персональный компьютер и переключающее устройство. На Фигуре 3 показана схема устройства.An experimental device with air cooling for an in vitro experimental MG consists of: 1) a magnetic field generation system including an energy source, a generator, a magnetic coil (solenoid) and a control circuit, 2) a temperature measurement system, including a thermocouple and a control voltmeter, 3) a system cooling, including a water cooling system of the spiral, additional cooling fans of the generator and the energy source, and 4) an external control system including a personal computer and a switching device. Figure 3 shows a diagram of a device.

Внутренний диаметр рабочего отверстия катушки магнитного поля составляет 50 мм, и высота составляет 80 мм. Устройство создает магнитное поля ПТ с амплитудой 100 Э и частотой 100 кГц.The inner diameter of the working hole of the magnetic field coil is 50 mm and the height is 80 mm. The device creates a magnetic field PT with an amplitude of 100 Oe and a frequency of 100 kHz.

Система генерации магнитного поля состоит из источника электропитания, генератора и магнитной катушки (соленоида). Напряжение электрической сети снижается при прохождении через источник питания и достигает генератора, создающего сигнал частотой 100 кГц в соленоиде. Это приводит к возникновению магнитного поля с напряженность 100 Э в рабочем отверстии катушки.The magnetic field generation system consists of a power source, a generator and a magnetic coil (solenoid). The voltage of the electric network decreases as it passes through the power source and reaches a generator that creates a signal with a frequency of 100 kHz in the solenoid. This leads to the appearance of a magnetic field with a strength of 100 Oe in the working hole of the coil.

Скорость нагрева МНЧ измеряли с помощью системы для измерения температуры, выявляющей изменения температуры, вызванные воздействием поля. Система измерения температуры состояла из дифференциальной термопары и вольтметра Agilent 3441 OA, соединенного с управляющим компьютером через USB-порт. Далее с помощью модельного уравнения рассчитывали термические параметры материала.The heating rate of MNPs was measured using a temperature measuring system that detects temperature changes caused by the action of a field. The temperature measurement system consisted of a differential thermocouple and an Agilent 3441 OA voltmeter connected to the host computer via a USB port. Then, using the model equation, the thermal parameters of the material were calculated.

ПРИМЕР 5. ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВEXAMPLE 5. MEASUREMENT OF MAGNETIC PROPERTIES

Магнитные свойства МНЧ, используемых в способах согласно изобретению, исследовали с помощью магнитометра с вибрирующим зондом Lake Shore 7407 в условиях магнитного поля с напряженностью до 16 кЭ при комнатной температуре. На Фигуре 4 показаны результаты измерения намагничивания для частиц ZnxMn1-xFe2O4 с различным содержанием Zn [18]. Было обнаружено, что намагничивание является максимальным для образца с 20% Zn-замещением и затем снижается с повышением концентрации Zn. Результаты измерения коэрцитивной силы представлены на Фигуре 5. Степень Zn-замещения также влияет на значение коэрцитивности. В целом, намагничивание и коэрцитивная сила снижаются с повышением степени Zn-замещения. Это обусловлено тем, что феррит цинка обладает парамагнитными свойствами в наноструктурированном состоянии.The magnetic properties of the MNPs used in the methods of the invention were investigated using a Lake Shore 7407 magnetometer with a vibrating probe in a magnetic field with a strength of up to 16 kOe at room temperature. Figure 4 shows the results of magnetization measurements for particles of Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 with different Zn contents [18]. It was found that magnetization is maximum for a sample with 20% Zn substitution and then decreases with increasing Zn concentration. The results of measuring the coercive force are presented in Figure 5. The degree of Zn-substitution also affects the value of coercivity. In general, magnetization and coercive force decrease with increasing degree of Zn substitution. This is due to the fact that zinc ferrite has paramagnetic properties in a nanostructured state.

ПРИМЕР 6. НАГРЕВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПТEXAMPLE 6. HEATING IN A MAGNETIC FIELD FR

Эффективность нагрева МНЧ формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9), которые можно использовать в описанном способе, оценивали с помощью графика зависимости температуры от времени для различных концентраций Zn (x) (Фигура 6). Максимальное изменение температуры, превышающее 50°С, наблюдали для МНЧ с 20% Zn-замещением, тогда как для образцов с более высоким или более низким содержанием Zn наблюдался средний нагрев. Анализировали различные факторы, предположительно влияющие на эффективность нагрева (размер, намагниченность насыщения, коэрцитивность). Было показано, что первые два фактора являются критичными для эффективности нагрева [18].The heating efficiency of the MNPs of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9), which can be used in the described method, was evaluated using a graph of temperature versus time for various concentrations of Zn (x) (Figure 6) . The maximum temperature change in excess of 50 ° C was observed for MNPs with 20% Zn substitution, while for samples with a higher or lower Zn content, average heating was observed. Various factors were analyzed that presumably affect the heating efficiency (size, saturation magnetization, coercivity). It was shown that the first two factors are critical for heating efficiency [18].

На Фигуре 7 показаны значения удельного коэффициента поглощения (SAR) в зависимости от размера МНЧ, и в Таблице 1 суммированы значения SAR для различных концентраций Zn. Для расчета SAR использовали следующее уравнение:The Figure 7 shows the values of the specific absorption coefficient (SAR) depending on the size of the MNPs, and Table 1 summarizes the SAR values for various concentrations of Zn. The following equation was used to calculate SAR:

Figure 00000003
Figure 00000003

где С представляет собой удельную теплоемкость воды, mp представляет собой массу порошка, mw представляет собой массу воды, dT/dt представляет собой производную температуры по времени на начальной линейной стадии нагрева. Значения SAR рассчитывали для безводных ферритных порошков и для магнитных жидкостей на основе 3 ферритных образцов [18].where C is the specific heat of water, m p is the mass of powder, m w is the mass of water, dT / dt is the derivative of the temperature over time at the initial linear stage of heating. SAR values were calculated for anhydrous ferritic powders and for magnetic fluids based on 3 ferritic samples [18].

Figure 00000004
Figure 00000004

Как следует из Таблицы 1 и Фигур 4-6, образец с 20% Zn нагревается лучше по сравнению с другими благодаря его максимальной коэрцитивности и магнитному насыщению. На Фигуре 8 показана эффективность нагрева частиц Zn0,2Mn0,8Fe2O4 в виде графика зависимости температуры от времени для различных значений напряженности Н при частоте f=100 кГц. Результаты также суммированы в Таблице 2.As follows from Table 1 and Figures 4-6, a sample with 20% Zn heats better than others due to its maximum coercivity and magnetic saturation. The Figure 8 shows the heating efficiency of particles of Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 in the form of a graph of temperature versus time for various values of intensity H at a frequency f = 100 kHz. The results are also summarized in Table 2.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Эффективность нагрева МНЧ формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9), используемых в способе согласно настоящему изобретению, также сравнивали с эффективностью нагрева других композиций, таких как композиции покрытых полимером частиц Fe3O4 [20], частиц Fe3O4 без покрытия [21] и LaxSr1-xMnO3 [22]. Результаты представлены в виде графика зависимости температуры от времени (Фигура 9) и суммированы в Таблице 3.The heating efficiency of the MNPs of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9) used in the method according to the present invention was also compared with the heating efficiency of other compositions, such as compositions of polymer coated particles of Fe 3 O 4 [ 20], particles of Fe 3 O 4 without coating [21] and La x Sr 1-x MnO 3 [22]. The results are presented in a graph of the temperature versus time (Figure 9) and are summarized in Table 3.

Figure 00000007
Figure 00000007

Значения SAR с сопутствующим приближением линейных участков графика рассчитывали в соответствии с уравнением:SAR values with a concomitant approximation of the linear sections of the graph were calculated in accordance with the equation:

Figure 00000008
Figure 00000008

где С представляет собой удельную теплоемкость суспензии, dT/dt представляет собой коэффициент наклона линейного участка,

Figure 00000009
представляет собой отношение масса суспензии/масса МНЧ.where C is the specific heat of the suspension, dT / dt is the slope of the linear portion,
Figure 00000009
represents the ratio of the mass of the suspension / mass MNP.

В Таблице 4 показаны результаты экспериментального измерения нагрева, которое проводили для различных типов МНЧ в физиологическом растворе.Table 4 shows the results of an experimental measurement of heating, which was carried out for various types of MNP in physiological saline.

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Таким образом, можно заключить, что Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы Zn0,2Mn0,8Fe2O4 являются наиболее перспективными композициями для применения в описанном способе магнитной гипертермии.Thus, it can be concluded that Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 are the most promising compositions for use in the described method of magnetic hyperthermia.

ПРИМЕР 7. НАГРЕВ РАКОВЫХ КЛЕТОКEXAMPLE 7. HEATING CANCER CELLS

Клетки лейкемии человека линии K562 культивировали в среде RPMI-1640 с добавлением 5% эмбриональной бычьей сыворотки, 2 мМ L-глутамина, пенициллина в концентрации 100 Ед/мл и стрептомицина в концентрации 100 мкг/мл при температуре 37°С в присутствии 5% СО2. Клетки (2×105 в 1 мл указанного раствора) инкубировали в 100 мкл солевого раствора при 43°С в присутствии Zn-замещенных магнитных наночастиц на основе феррита марганца Zn0,2Mn0,8Fe2O4 (10 мг) под воздействием переменного магнитного поля (100 Э) в течение 60 мин. Контрольные клетки (в такой же плотности) инкубировали при 37°С, 5% СО2 в увлажненной атмосфере в течение 60 мин.K562 human leukemia cells were cultured in RPMI-1640 medium supplemented with 5% fetal bovine serum, 2 mM L-glutamine, penicillin at a concentration of 100 U / ml and streptomycin at a concentration of 100 μg / ml at 37 ° C in the presence of 5% CO 2 . Cells (2 × 10 5 in 1 ml of this solution) were incubated in 100 μl of saline at 43 ° C in the presence of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 (10 mg) under exposure to an alternating magnetic field (100 Oe) for 60 minutes Control cells (in the same density) were incubated at 37 ° C, 5% CO 2 in a humidified atmosphere for 60 min.

Контрольные клетки включали: интактные клетки (не подверженные воздействию наночастиц и магнитного поля); клетки, которые инкубировали в присутствии Zn-замещенных магнитных наночастиц на основе феррита марганца (10 мг) (без воздействия магнитного поля); клетки, подвергаемые воздействию переменного поля с напряженностью 100 Э (без наночастиц). Как нагреваемые, так и контрольные образцы ресуспендировали в 3 мл свежей среды и дополнительно инкубировали при 37°С, 5% СО2 в течение дополнительных 24 часов. Контрольные клетки росли в логарифмической прогрессии и оставались жизнеспособными без морфологических признаков цитотоксичности, выявляемых при указанных выше условиях (Фигура 10а). Напротив, выявлялось тяжелое повреждение клеток, подверженных опосредованной МНЧ гипертермии (Фигура 10b). Количество клеток было значительно меньше; все клетки выглядели сжатыми, а их контуры - неровными. Наблюдалось большое количество разрушенных клеток.Control cells included: intact cells (not exposed to nanoparticles and magnetic fields); cells that were incubated in the presence of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite (10 mg) (without exposure to a magnetic field); cells exposed to an alternating field with a strength of 100 Oe (without nanoparticles). Both heated and control samples were resuspended in 3 ml of fresh medium and further incubated at 37 ° C, 5% CO 2 for an additional 24 hours. Control cells grew in a logarithmic progression and remained viable without morphological signs of cytotoxicity detected under the above conditions (Figure 10a). In contrast, severe damage to cells exposed to MNP-mediated hyperthermia was detected (Figure 10b). The number of cells was significantly less; all cells looked squeezed and their contours uneven. A large number of destroyed cells was observed.

Полученные результаты указывают, что Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца можно успешно использовать для подавления роста раковых клеток или их разрушения в способах магнитной гипертермии, обеспечения высокой теплопроизводительности и, как ожидается, снижения частоты тяжелых нежелательных явлений благодаря низкой токсичности указанных наночастиц.The results indicate that Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite can be successfully used to inhibit the growth of cancer cells or their destruction in magnetic hyperthermia methods, to ensure high heat production and, as expected, to reduce the frequency of severe adverse events due to the low toxicity of these nanoparticles.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРАCITED LITERATURE

[1] Hilger I. In vivo applications of magnetic nanoparticle hyperthermia. Int J Hyperthermia 2013; 29(8): 828-834.[1] Hilger I. In vivo applications of magnetic nanoparticle hyperthermia. Int J Hyperthermia 2013; 29 (8): 828-834.

[2] Gray BN, Jones SK. Targeted hysteresis hyperthermia as a method for treating diseased tissue. US6565887 (2003).[2] Gray BN, Jones SK. Targeted hysteresis hyperthermia as a method for treating diseased tissue. US6565887 (2003).

[3] Mallory M, Gogineni E, Jones GC, Greer L, Simone СВ. Therapeutic hyperthermia: the old, the new, and the upcoming. Crit Rev Oncol Hematol 2016; 97: 56-64.[3] Mallory M, Gogineni E, Jones GC, Greer L, Simone CB. Therapeutic hyperthermia: the old, the new, and the upcoming. Crit Rev Oncol Hematol 2016; 97: 56-64.

[4] Arruebo M, Fernandez-Pacheco R, Ibarra MR, Santamaría J. Magnetic nanoparticles for drug delivery. Nanotoday 2007; 2: 22-32.[4] Arruebo M, Fernandez-Pacheco R, Ibarra MR, Santamaría J. Magnetic nanoparticles for drug delivery. Nanotoday 2007; 2: 22-32.

[5] Tomitaka A, Yamada T, Takemura Y. Magnetic nanoparticle hyperthermia using pluronic-coated Fe3O4 nanoparticles: An in vitro study. Journal of Nanomaterials 2012; 2012: 1-5.[5] Tomitaka A, Yamada T, Takemura Y. Magnetic nanoparticle hyperthermia using pluronic-coated Fe 3 O 4 nanoparticles: An in vitro study. Journal of Nanomaterials 2012; 2012: 1-5.

[6] Périgo EA, Hemery G, Sandre О, Ortega D, Garaio E, Plazaola F, Teran FJ. Fundamentals and advances in magnetic hyperthermia. Applied Physic Reviews 2015; 2(4): 1-35.[6] Périgo EA, Hemery G, Sandre O, Ortega D, Garaio E, Plazaola F, Teran FJ. Fundamentals and advances in magnetic hyperthermia. Applied Physic Reviews 2015; 2 (4): 1-35.

[7] Hergt R, Dutz S, Muller R, Zeisberger M. Magnetic particle hyperthermia: nanoparticle magnetism and materials development for cancer therapy. J Phys: Condens Matter 2006; 18: S2919-S2934.[7] Hergt R, Dutz S, Muller R, Zeisberger M. Magnetic particle hyperthermia: nanoparticle magnetism and materials development for cancer therapy. J Phys: Condens Matter 2006; 18: S2919-S2934.

[8] Hergt R, Andra W, d'Ambly CG, Hilger I, Kaiser WA, Richter U, et al. Physical limits of hyperthermia using magnetite fine particles. IEEE Transactions on Magnetics 1998; 34(5): 3745-54.[8] Hergt R, Andra W, d'Ambly CG, Hilger I, Kaiser WA, Richter U, et al. Physical limits of hyperthermia using magnetite fine particles. IEEE Transactions on Magnetics 1998; 34 (5): 3745-54.

[9] Bae ST, Chung KW. Method for preparing engineered Mg doped ferrite superparamagnetic nanoparticle exhibiting AC magnetic induction heating at high temperature and Mg doped ferrite superparamagnetic nanoparticles engineered by the method. EP2377811 (2011).[9] Bae ST, Chung KW. Method for preparing engineered Mg doped ferrite superparamagnetic nanoparticles exhibiting AC magnetic induction heating at high temperature and Mg doped ferrite superparamagnetic nanoparticles engineered by the method. EP2377811 (2011).

[10] Ortega D, Pankhurst QA. Magnetic hyperthermia, in Nanoscience: Volume 1: Nanostructures through Chemistry. Nanoscience 2013; 1: 60-88.[10] Ortega D, Pankhurst QA. Magnetic hyperthermia, in Nanoscience: Volume 1: Nanostructures through Chemistry. Nanoscience 2013; 1: 60-88.

[11] Rand RW. Inductive heating process for use in causing necrosis of neoplasms at selective frequencies. US 4983159 (1991).[11] Rand RW. Inductive heating process for use in causing necrosis of neoplasms at selective frequencies. US 4,983,159 (1991).

[12] Kashevskij BE, Kashevskij SB, Prokhorov IV, Istomin YP, Ulaschik VS. Method of local hyperthermia of malignant tumor. EA019412 (2014).[12] Kashevskij BE, Kashevskij SB, Prokhorov IV, Istomin YP, Ulaschik VS. Method of local hyperthermia of malignant tumor. EA019412 (2014).

[13] Nat. Univ. Yokohama. Ni-Zn-based ferrite magnetic nanoparticle for thermotherapy, and drug-bound complex for thermotherapy using the same. JP 2013256405 (2013).[13] Nat. Univ. Yokohama. Ni-Zn-based ferrite magnetic nanoparticle for thermotherapy, and drug-bound complex for thermotherapy using the same. JP 2013256405 (2013).

[14] Baldi D, Bonakki D, Innocenti F, Lorentsi D, Bitossi M, Ferruti P, Ranuchchi E, Richchi A, Komes FM. Magnetic nanoparticles to be used in hyperthermia, preparation and use thereof in magnetic systems for pharmacological application. RU 2481125 (2013).[14] Baldi D, Bonakki D, Innocenti F, Lorentsi D, Bitossi M, Ferruti P, Ranuchchi E, Richchi A, Komes FM. Magnetic nanoparticles to be used in hyperthermia, preparation and use it in magnetic systems for pharmacological application. RU 2481125 (2013).

[15] Tishin AM. Method for carrying out malignant neoplasm magnetic therapy. RU 2295933 (2007).[15] Tishin AM. Method for carrying out malignant neoplasm magnetic therapy. RU 2295933 (2007).

[16] Haik Y, Chen С J. Magnetic particle composition for therapeutic hyperthermia. US 7842281 (2010).[16] Haik Y, Chen C. J. Magnetic particle composition for therapeutic hyperthermia. US 7,842,281 (2010).

[17] Lopez-Dominguez V, Hernandez JM, Tejada J, Ziolo RF. Colossal reduction in curie temperature due to finite-size effects in CoFeO nanoparticles. Chemistry of Materials 2013; 25(1): 6-11.[17] Lopez-Dominguez V, Hernandez JM, Tejada J, Ziolo RF. Colossal reduction in curie temperature due to finite-size effects in CoFeO nanoparticles. Chemistry of Materials 2013; 25 (1): 6-11.

[18] Elkhova TM, Yakushechkina AK, Semisalova AS, Gun'ko YK, Spichkin YI, Pyatakov AP, Kamilov KI, Perov NS, Tishin AM. Heating of Zn-substituted manganese ferrite magnetic nanoparticles in alternating magnetic field. Solid State Phenomena 2015; 233-234: 761-765.[18] Elkhova TM, Yakushechkina AK, Semisalova AS, Gun'ko YK, Spichkin YI, Pyatakov AP, Kamilov KI, Perov NS, Tishin AM. Heating of Zn-substituted manganese ferrite magnetic nanoparticles in alternating magnetic field. Solid State Phenomena 2015; 233-234: 761-765.

[19] Sarwar A, Nemirovski A, Shapiro B. Optimal Halbach permanent magnet designs for maximally pulling and pushing nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2012; 324: 742-754.[19] Sarwar A, Nemirovski A, Shapiro B. Optimal Halbach permanent magnet designs for maximally pulling and pushing nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2012; 324: 742-754.

[20] Dutz S, Andrä W, Hergt R, Millier R, Oestreich C, et al. Influence of dextran coating on the magnetic behavior of iron oxide nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2007; 311: 51-54.[20] Dutz S, Andrä W, Hergt R, Millier R, Oestreich C, et al. Influence of dextran coating on the magnetic behavior of iron oxide nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2007; 311: 51-54.

[21] Müller R, Hergt R, Zeisberger M, Gawalek W. Preparation of magnetic nanoparticles with large specific loss power for heating applications. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2005; 289: 13-16.[21] Müller R, Hergt R, Zeisberger M, Gawalek W. Preparation of magnetic nanoparticles with large specific loss power for heating applications. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 2005; 289: 13-16.

[22] Andrade VM, Caraballo Vivas RJ, Costa-Soares T, Pedro SS, Rocco DL, Reis MS, Campos APC, Coelho AA. Magnetic and structural investigations on La0,6Sr0,4MnO3 nanostructured manganite: Evidence of a ferrimagnetic shell. J Sol St Chem 2014; 219: 87-92.[22] Andrade VM, Caraballo Vivas RJ, Costa-Soares T, Pedro SS, Rocco DL, Reis MS, Campos APC, Coelho AA. Magnetic and structural investigations on La 0.6 Sr 0.4 MnO 3 nanostructured manganite: Evidence of a ferrimagnetic shell. J Sol St Chem 2014; 219: 87-92.

Claims (41)

1. Способ лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии, включающий следующие стадии:1. A method of treating malignant neoplasms using magnetic hyperthermia, comprising the following stages: (i) доставка в область опухоли магнитных наночастиц в эффективной концентрации, выбранных из группы магнитных оксидов металлов, включающей Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (x=0-0,9), средний размер которых составляет менее 40 нм, температура Кюри составляет от 39 до 550°C, и среднее значение коэрцитивной силы составляет от 5 до 250 Э,(i) delivery to the tumor region of magnetic nanoparticles in an effective concentration selected from the group of magnetic metal oxides, including Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9) whose average size is less than 40 nm, the Curie temperature is from 39 to 550 ° C, and the average value of the coercive force is from 5 to 250 Oe, (ii) подвергание области опухоли воздействию магнитного поля переменного тока (ПТ) с амплитудой от 14 до 300 Э и частотой от 80 до 1000 кГц, где время воздействия указанного магнитного поля при температуре от 38 до 51°C составляет от 15 до 60 мин, для обеспечения сопутствующего или последующего селективного повреждения или по меньшей мере частичного разрушения опухолевых клеток в области опухоли без повреждения здоровой окружающей ткани.(ii) exposing the tumor region to an AC magnetic field (AC) with an amplitude of from 14 to 300 Oe and a frequency of from 80 to 1000 kHz, where the exposure time of the specified magnetic field at a temperature of 38 to 51 ° C is from 15 to 60 minutes, to provide concomitant or subsequent selective damage or at least partial destruction of the tumor cells in the tumor area without damaging healthy surrounding tissue. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии (ii) параметры электромагнитного поля, включая силу и частоту, выбирают в зависимости от типа опухоли для обеспечения повреждения или частичного разрушения по меньшей мере от 80 до 90%, предпочтительно, 95% опухолевых клеток.2. The method according to p. 1, characterized in that at stage (ii) the parameters of the electromagnetic field, including the strength and frequency, are selected depending on the type of tumor to provide damage or partial destruction of at least 80 to 90%, preferably 95 % tumor cells. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии (i) магнитные наночастицы выбирают на основе их характеристик, включающих доставляемую концентрацию, средний размер, температуру Кюри, среднее значение коэрцитивной силы, и типа опухоли для обеспечения повреждения или частичного разрушения по меньшей мере от 80 до 90%, предпочтительно 95% опухолевых клеток.3. The method of claim 1, wherein in step (i) the magnetic nanoparticles are selected based on their characteristics, including the delivered concentration, average size, Curie temperature, average coercive force, and type of tumor to provide damage or partial destruction according to at least 80 to 90%, preferably 95% of the tumor cells. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадия (ii) включает один или несколько циклов.4. The method according to p. 1, characterized in that stage (ii) includes one or more cycles. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на стадии (ii) период времени и количество циклов воздействия выбирают на основе типа опухоли для обеспечения повреждения или частичного разрушения по меньшей мере от 80 до 90%, предпочтительно 95% опухолевых клеток.5. The method according to p. 4, characterized in that in stage (ii) the time period and the number of exposure cycles are selected based on the type of tumor to provide damage or partial destruction of at least 80 to 90%, preferably 95% of the tumor cells. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные магнитные наночастицы представляют собой Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы Zn0,2Mn0,8Fe2O4.6. The method according to p. 1, characterized in that said magnetic nanoparticles are Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 . 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что средний размер указанных магнитных наночастиц составляет от 5 до 25 нм.7. The method according to p. 1, characterized in that the average size of these magnetic nanoparticles is from 5 to 25 nm. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные магнитные наночастицы содержат защитную оболочку или покрытие.8. The method according to p. 1, characterized in that the said magnetic nanoparticles contain a protective shell or coating. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанная защитная оболочка или покрытие магнитных наночастиц состоит из биосовместимого полимерного материала.9. The method according to p. 8, characterized in that the protective shell or coating of magnetic nanoparticles consists of a biocompatible polymer material. 10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура Кюри указанных магнитных наночастиц составляет от 42 до 45°C.10. The method according to p. 1, characterized in that the Curie temperature of these magnetic nanoparticles is from 42 to 45 ° C. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что среднее значение коэрцитивной силы для указанных магнитных наночастиц составляет от 10 до 30 Э.11. The method according to p. 1, characterized in that the average value of the coercive force for these magnetic nanoparticles is from 10 to 30 E. 12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные магнитные наночастицы доставляют внутривенно или внутрь опухоли в конкретные участки тела пациента, нуждающегося в указанной доставке.12. The method according to p. 1, characterized in that the said magnetic nanoparticles are delivered intravenously or into the tumor to specific parts of the body of the patient in need of said delivery. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что указанные магнитные наночастицы доставляют путем инъекции или инфузии.13. The method according to p. 12, characterized in that the said magnetic nanoparticles are delivered by injection or infusion. 14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии (ii) амплитуда магнитного поля ПТ составляет 100 Э, и частота составляет 100 кГц.14. The method according to p. 1, characterized in that in stage (ii) the amplitude of the magnetic field of the PT is 100 Oe, and the frequency is 100 kHz. 15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что магнитное поле ПТ создают с помощью внешнего источника поля со значением градиента поля от 3 до 100 Т/м для точности определения движения и расположения наночастиц в области опухоли после стадии доставки магнитных наночастиц в опухоль.15. The method according to p. 1, characterized in that the magnetic field of the PT is created using an external field source with a field gradient value from 3 to 100 T / m to accurately determine the movement and location of nanoparticles in the tumor area after the stage of delivery of magnetic nanoparticles to the tumor. 16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что внешний источник поля, создающий магнитное поле ПТ, помещают внутри или снаружи тела пациента, нуждающегося в указанном лечении.16. The method according to p. 15, characterized in that the external source of the field that creates the magnetic field of the PT is placed inside or outside the body of a patient in need of said treatment. 17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный способ дополнительно включает стадию локализации и регулирования концентрации наночастиц в области опухоли с помощью внешнего источника поля на основе системы щелочно-земельных постоянных магнитов с использованием цилиндров Халбаха после стадии доставки магнитных наночастиц в опухоль.17. The method according to p. 1, characterized in that the method further includes the stage of localization and regulation of the concentration of nanoparticles in the tumor using an external field source based on a system of alkaline-earth permanent magnets using Halbach cylinders after the stage of delivery of magnetic nanoparticles to the tumor. 18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что на стадии локализации и регулирования концентрации наночастиц локальную концентрацию наночастиц выбирают в зависимости от характеристик наночастиц, типа опухоли и параметров магнитного поля.18. The method according to p. 17, characterized in that at the stage of localization and regulation of the concentration of nanoparticles, the local concentration of nanoparticles is selected depending on the characteristics of the nanoparticles, the type of tumor and magnetic field parameters. 19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии (ii) время подвергания области опухоли воздействию магнитного поля ПТ составляет от 30 до 45 мин.19. The method according to p. 1, characterized in that at stage (ii) the exposure time of the tumor region to the magnetic field of the PT is from 30 to 45 minutes 20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный способ дополнительно включает стадию неинвазивного измерения температуры опухоли во время стадии подвергания области опухоли воздействию магнитного поля ПТ.20. The method according to p. 1, characterized in that the method further comprises the step of non-invasively measuring the temperature of the tumor during the stage of exposure of the tumor region to the magnetic field of the PT. 21. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный способ дополнительно включает стадию инвазивного измерения температуры опухоли во время стадии подвергания области опухоли воздействию магнитного поля ПТ.21. The method according to p. 1, characterized in that the method further comprises the step of invasively measuring the temperature of the tumor during the stage of exposure of the tumor region to the magnetic field of the PT. 22. Способ по п. 1, отличающийся тем, что область опухоли нагревают до температуры от 42 до 45°C.22. The method according to p. 1, characterized in that the tumor area is heated to a temperature of 42 to 45 ° C. 23. Применение Zn-замещенных магнитных наночастиц на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9), средний размер которых составляет менее 40 нм, температура Кюри составляет от 39 до 550°C, и коэрцитивная сила составляет от 5 до 250 Э, для лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии.23. The use of Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9), the average size of which is less than 40 nm, the Curie temperature is from 39 to 550 ° C , and the coercive force is from 5 to 250 Oe, for the treatment of malignant neoplasms using magnetic hyperthermia. 24. Применение по п. 23, отличающееся тем, что указанные магнитные наночастицы представляют собой Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы Zn0,2Mn0,8Fe2O4.24. The use of claim 23, wherein said magnetic nanoparticles are Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 . 25. Применение по п. 23, отличающееся тем, что средний размер указанных магнитных наночастиц составляет от 5 до 25 нм.25. The application of claim 23, wherein the average size of said magnetic nanoparticles is from 5 to 25 nm. 26. Применение по п. 23, отличающееся тем, что указанные магнитные наночастицы имеют защитную оболочку или покрытие.26. The application of claim 23, wherein said magnetic nanoparticles have a protective shell or coating. 27. Применение по п. 23, отличающееся тем, что указанная защитная оболочка или покрытие магнитных наночастиц состоит из биосовместимого полимерного материала.27. The application of claim 23, wherein said protective shell or coating of magnetic nanoparticles consists of a biocompatible polymer material. 28. Применение по п. 23, отличающееся тем, что температура Кюри указанных магнитных наночастиц составляет от 42 до 45°C.28. The application of claim 23, wherein the Curie temperature of said magnetic nanoparticles is from 42 to 45 ° C. 29. Применение по п. 23, отличающееся тем, что среднее значение коэрцитивной силы для указанных магнитных наночастиц составляет от 10 до 30 Э.29. The application of claim 23, wherein the average value of the coercive force for these magnetic nanoparticles is from 10 to 30 E. 30. Применение по п. 23, отличающееся тем, что указанные магнитные наночастицы вводят внутривенно или внутрь опухоли в конкретные участки тела пациента, нуждающегося в указанном введении.30. The application of claim 23, wherein said magnetic nanoparticles are administered intravenously or into the tumor into specific areas of the body of a patient in need of said administration. 31. Фармацевтическая композиция для лечения злокачественных новообразований с помощью магнитной гипертермии, содержащая Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (x=0-0,9), средний размер которых составляет менее 40 нм, температура Кюри составляет от 39 до 550°C, и коэрцитивная сила составляет от 5 до 250 Э, и фармацевтически приемлемый носитель.31. A pharmaceutical composition for treating malignant neoplasms using magnetic hyperthermia, containing Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9), the average size of which is less than 40 nm, the Curie temperature is from 39 to 550 ° C, and the coercive force is from 5 to 250 Oe, and a pharmaceutically acceptable carrier. 32. Фармацевтическая композиция по п. 31, отличающаяся тем, что указанные магнитные наночастицы представляют собой Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы Zn0,2Mn0,8Fe2O4.32. The pharmaceutical composition according to p. 31, characterized in that the said magnetic nanoparticles are Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn 0.2 Mn 0.8 Fe 2 O 4 . 33. Фармацевтическая композиция по п. 31, отличающаяся тем, что указанная композиция дополнительно содержит биологически активную молекулу.33. The pharmaceutical composition according to p. 31, characterized in that the composition further comprises a biologically active molecule. 34. Фармацевтическая композиция по п. 33, отличающаяся тем, что указанная биологически активная молекула выбрана из противоракового агента, распознающего опухолевые клетки антитела или аптамера.34. The pharmaceutical composition according to p. 33, characterized in that the biologically active molecule is selected from an anticancer agent that recognizes tumor cells of an antibody or aptamer. 35. Фармацевтическая композиция по пп. 31-34, отличающаяся тем, что указанная композиция может быть представлена в виде раствора для инфузии, раствора для инъекций, порошка или лиофилизата.35. The pharmaceutical composition according to paragraphs. 31-34, characterized in that the composition may be presented in the form of a solution for infusion, a solution for injection, powder or lyophilisate. 36. Способ экспериментального повреждения опухолевых клеток с помощью магнитной гипертермии, включающий следующие стадии:36. A method for experimental damage to tumor cells using magnetic hyperthermia, comprising the following stages: (i) обеспечение магнитных наночастиц, выбранных из группы магнитных оксидов металлов, включающей Zn-замещенные магнитные наночастицы на основе феррита марганца формулы ZnxMn1-xFe2O4 (х=0-0,9), средний размер которых составляет менее 40 нм, температура Кюри составляет от 39 до 550°C, и среднее значение коэрцитивной силы составляет от 5 до 250 Э,(i) providing magnetic nanoparticles selected from the group of magnetic metal oxides, including Zn-substituted magnetic nanoparticles based on manganese ferrite of the formula Zn x Mn 1-x Fe 2 O 4 (x = 0-0.9), the average size of which is less than 40 nm, the Curie temperature is from 39 to 550 ° C, and the average value of the coercive force is from 5 to 250 Oe, (ii) добавление указанных магнитных наночастиц в клеточную культуру;(ii) adding said magnetic nanoparticles to the cell culture; (iii) подвергание указанной клеточной культуры воздействию магнитного поля ПТ с амплитудой от 14 Э до 300 Э и частотой от 80 до 1000 кГц, где время воздействия указанного магнитного поля при температуре от 38 до 51°C составляет от 15 до 60 мин, для обеспечения сопутствующего или последующего повреждения или по меньшей мере частичного разрушения опухолевых клеток.(iii) exposing the indicated cell culture to a magnetic field of PT with an amplitude of from 14 O to 300 O and a frequency of from 80 to 1000 kHz, where the exposure time of the specified magnetic field at a temperature of 38 to 51 ° C is from 15 to 60 minutes, to ensure concomitant or subsequent damage or at least partial destruction of tumor cells.
RU2016112370A 2016-04-01 2016-04-01 Method for treatment of malignant new-formations by magnetic hyperthermia and pharmaceutical compositions for application in indicated method RU2633918C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112370A RU2633918C9 (en) 2016-04-01 2016-04-01 Method for treatment of malignant new-formations by magnetic hyperthermia and pharmaceutical compositions for application in indicated method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112370A RU2633918C9 (en) 2016-04-01 2016-04-01 Method for treatment of malignant new-formations by magnetic hyperthermia and pharmaceutical compositions for application in indicated method

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016112370A RU2016112370A (en) 2017-10-04
RU2633918C2 RU2633918C2 (en) 2017-10-19
RU2633918C9 true RU2633918C9 (en) 2017-12-28

Family

ID=60047480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112370A RU2633918C9 (en) 2016-04-01 2016-04-01 Method for treatment of malignant new-formations by magnetic hyperthermia and pharmaceutical compositions for application in indicated method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2633918C9 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742196C1 (en) * 2019-09-11 2021-02-03 Общество с ограниченной ответственностью "Медицинские нанотехнологии" Pharmaceutical composition for preparing injection solution when used in treating magnetic hyperthermia and method for preparing thereof
RU2792161C2 (en) * 2020-12-01 2023-03-17 Общество с ограниченной ответственностью "Магнитная доставка препаратов" Method for treatment of malignant neoplasms using magnetic hyperthermia and composition for application in this method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108578698A (en) * 2018-05-18 2018-09-28 厦门大学 Purposes of the Prussian blue-Manganese Ferrite composite nano materials as magnetic heat/photo-thermal combination therapy agent

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2295933C2 (en) * 2005-06-17 2007-03-27 ООО "Перспективные магнитные технологии и консультации" Method for carrying out malignant neoplasm magnetic therapy
RU2348436C2 (en) * 2005-12-29 2009-03-10 Некоммерческая организация Учреждение "ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ" Method of experimental thermochemotherapy of tumour
WO2009142439A2 (en) * 2008-05-20 2009-11-26 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Methods for controlling heat generation of magnetic nanoparticles and heat generating nanomaterials
EA019412B1 (en) * 2011-06-01 2014-03-31 Государственное Научное Учреждение "Институт Тепло- И Массообмена Имени А.В. Лыкова Национальной Академии Наук Беларуси" Method of local hyperthermia of malignant tumor
CN104591293A (en) * 2014-12-24 2015-05-06 合肥协知行信息系统工程有限公司 Preparation method of manganese zinc ferrite nanoparticles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2295933C2 (en) * 2005-06-17 2007-03-27 ООО "Перспективные магнитные технологии и консультации" Method for carrying out malignant neoplasm magnetic therapy
RU2348436C2 (en) * 2005-12-29 2009-03-10 Некоммерческая организация Учреждение "ПРОГРЕССИВНЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ" Method of experimental thermochemotherapy of tumour
WO2009142439A2 (en) * 2008-05-20 2009-11-26 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Methods for controlling heat generation of magnetic nanoparticles and heat generating nanomaterials
EA019412B1 (en) * 2011-06-01 2014-03-31 Государственное Научное Учреждение "Институт Тепло- И Массообмена Имени А.В. Лыкова Национальной Академии Наук Беларуси" Method of local hyperthermia of malignant tumor
CN104591293A (en) * 2014-12-24 2015-05-06 合肥协知行信息系统工程有限公司 Preparation method of manganese zinc ferrite nanoparticles

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QU Y et al. "Enhanced magnetic fluid hyperthermia by micellar magnetic nanoclusters composed of Mn(x)Zn(1-x)Fe(2)O(4) nanoparticles for induced tumor cell apoptosis". ACS Appl Mater Interfaces. 2014 Oct 8;6(19):16867-79, , найдено 01.03.2017 из PubMed PMID: 25204363. *
БРУСЕНЦОВА Т.Н. и др. "Синтез и исследование наночастиц ферритов для магнитной гипертермии" // "Медицинская физика", N3, 2005, стр.58-68. *
БРУСЕНЦОВА Т.Н. и др. "Синтез и исследование наночастиц ферритов для магнитной гипертермии" // "Медицинская физика", N3, 2005, стр.58-68. QU Y et al. "Enhanced magnetic fluid hyperthermia by micellar magnetic nanoclusters composed of Mn(x)Zn(1-x)Fe(2)O(4) nanoparticles for induced tumor cell apoptosis". ACS Appl Mater Interfaces. 2014 Oct 8;6(19):16867-79, реферат , найдено 01.03.2017 из PubMed PMID: 25204363. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742196C1 (en) * 2019-09-11 2021-02-03 Общество с ограниченной ответственностью "Медицинские нанотехнологии" Pharmaceutical composition for preparing injection solution when used in treating magnetic hyperthermia and method for preparing thereof
RU2792161C2 (en) * 2020-12-01 2023-03-17 Общество с ограниченной ответственностью "Магнитная доставка препаратов" Method for treatment of malignant neoplasms using magnetic hyperthermia and composition for application in this method
RU2812581C1 (en) * 2023-07-11 2024-01-30 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" Method of inhibiting growth of tumor cells using magnetic resonance hyperthermia and aptamer-targeted magnetic nanoparticles

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016112370A (en) 2017-10-04
RU2633918C2 (en) 2017-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hedayatnasab et al. Review on magnetic nanoparticles for magnetic nanofluid hyperthermia application
Sharma et al. Nanoparticles-based magnetic and photo induced hyperthermia for cancer treatment
Soleymani et al. Effects of multiple injections on the efficacy and cytotoxicity of folate-targeted magnetite nanoparticles as theranostic agents for MRI detection and magnetic hyperthermia therapy of tumor cells
Kalaiselvan et al. Manganese ferrite (MnFe2O4) nanostructures for cancer theranostics
Etemadi et al. Magnetic fluid hyperthermia based on magnetic nanoparticles: Physical characteristics, historical perspective, clinical trials, technological challenges, and recent advances
Laurent et al. Magnetic fluid hyperthermia: focus on superparamagnetic iron oxide nanoparticles
Kumar et al. Magnetic nanomaterials for hyperthermia-based therapy and controlled drug delivery
De la Presa et al. Study of heating efficiency as a function of concentration, size, and applied field in γ-Fe2O3 nanoparticles
Lin et al. In vitro feasibility study of the use of a magnetic electrospun chitosan nanofiber composite for hyperthermia treatment of tumor cells
Wang et al. Engineering ferrite nanoparticles with enhanced magnetic response for advanced biomedical applications
Dutz et al. Magnetic multicore nanoparticles for hyperthermia—influence of particle immobilization in tumour tissue on magnetic properties
Elsherbini et al. Magnetic nanoparticle-induced hyperthermia treatment under magnetic resonance imaging
Zhong et al. Laser-triggered aggregated cubic α-Fe2O3@ Au nanocomposites for magnetic resonance imaging and photothermal/enhanced radiation synergistic therapy
Shaterabadi et al. Correlation between effects of the particle size and magnetic field strength on the magnetic hyperthermia efficiency of dextran-coated magnetite nanoparticles
Hatamie et al. Heat transfer of PEGylated cobalt ferrite nanofluids for magnetic fluid hyperthermia therapy: In vitro cellular study
Dahiya et al. Metal–ferrite nanocomposites for targeted drug delivery
Wang et al. Fe3O4@ PVP@ DOX magnetic vortex hybrid nanostructures with magnetic-responsive heating and controlled drug delivery functions for precise medicine of cancers
Esmaeili et al. Preparation of ZnFe2O4–chitosan-doxorubicin hydrochloride nanoparticles and investigation of their hyperthermic heat-generating characteristics
Coral et al. Nanoclusters of crystallographically aligned nanoparticles for magnetic thermotherapy: aqueous ferrofluid, agarose phantoms and ex vivo melanoma tumour assessment
M Tishin et al. Developing antitumor magnetic hyperthermia: principles, materials and devices
Stone et al. Targeted magnetic hyperthermia
Zhang et al. Ultrathin surface coated water-soluble cobalt ferrite nanoparticles with high magnetic heating efficiency and rapid in vivo clearance
Binns Medical applications of magnetic nanoparticles
Du et al. Transition metal ion-doped ferrites nanoparticles for bioimaging and cancer therapy
Lamichhane et al. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) as therapeutic and diagnostic agents

Legal Events

Date Code Title Description
TH4A Reissue of patent specification