UA123258C2 - Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин - Google Patents

Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин Download PDF

Info

Publication number
UA123258C2
UA123258C2 UAA201610560A UAA201610560A UA123258C2 UA 123258 C2 UA123258 C2 UA 123258C2 UA A201610560 A UAA201610560 A UA A201610560A UA A201610560 A UAA201610560 A UA A201610560A UA 123258 C2 UA123258 C2 UA 123258C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
magnetic
magnetic resonance
nanocomplex
tumor
malignant tumors
Prior art date
Application number
UAA201610560A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерій Еммануїлович Орел
Тетяна Сергіївна Головко
Олександр Володимирович Ганіч
Андрій Вікторович Романов
Ірина Валеріївна Орел
Original Assignee
Національний Інститут Раку
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 Національний Інститут Раку filed Critical Національний Інститут Раку
Priority to UAA201610560A priority Critical patent/UA123258C2/uk
Publication of UA123258C2 publication Critical patent/UA123258C2/uk

Links

Landscapes

  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Винахід стосується способу магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин, що включає синтез багатофункціонального магнітного нанокомплексу на основі протипухлинного препарату доксорубіцин і наночастинок оксиду заліза, проведення магнітної гіпертермії та магнітно-резонансної діагностики, у якому магнітний нанокомплекс магнітомеханохімічно синтезують та проводять магнітну гіпертермію за помірних температур до 39 °C шляхом тотального опромінення організму-пухлиноносія у магнітно-резонансному томографі з інтенсивністю магнітного поля 0,3-1,5 Тл та електромагнітним полем радіочастотної системи з номінальною частотою 63,87 МГц.

Description

(57) Реферат:
Винахід стосується способу магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин, що включає синтез багатофункціонального магнітного нанокомплексу на основі протипухлинного препарату доксорубіцин і наночастинок оксиду заліза, проведення магнітної гіпертермії та магнітно-резонансної діагностики, у якому магнітний нанокомплекс магнітомеханохімічно синтезують та проводять магнітну гіпертермію за помірних температур до 39"С шляхом тотального опромінення організму-пухлиноносія у магнітно-резонансному томографі з інтенсивністю магнітного поля 0,3-1,5 Тл та електромагнітним полем радіочастотної системи з номінальною частотою 63,87 МГц.
Заявка належить до медицини, а саме: до онкології, і може бути використана в якості методу терапії та контролю її ефективності при комплексному лікуванні онкологічних хворих за допомогою магнітної нанотерагпії з використанням магнітно-резонансного томографа.
Медичні технології, які поєднують діагностику, а саме: візуалізацію медичного зображення злоякісної пухлини, і протипухлинну терапію, що дозволяють отримати необхідний ступінь контролю та ефективності лікування з використанням багатофункціонального нанокомплексу, називають терміном "нанотераностика". Магнітна нанотераностика - це поєднання терапії та діагностики з використанням в якості активних агентів магнітних наночастинок (11.
За прототип обрано спосіб нанотераностики злоякісних пухлин (Науахйпі К. зЗиреграгатадпеїйс папорапйісіє сіивієг5 їог сапсег ІШегаповіїс5 сотрбіпіпа таднпеїїс гезопапсе ітадіпд апа пнурейНетгтіа геаїтепі /К. Науавзпї, М. МаКатига, МУ. ЗаКкатоїо Геї а.) //ТНегапозвіїсв. - 2013. - Мої. 3, Мо 6. - Р. 366-376), в якому поєднуються синтез багатофункціонального нанокомплексу на основі суперпарамагнітних наночастинок оксиду заліза і доксорубіцину, магнітна гіпертермія злоякісних пухлин та магнітно-резонансна діагностика.
Позитивним у прототипі є те, що суперпарамагнітні наночастинки оксиду заліза, які входять до складу нанокомплексу, одночасно є носіями протипухлинного препарату та локально генерують тепло при опроміненні змінним магнітним полем, що дозволяє поєднувати хіміотерапію та гіпертермію. Крім того, функціоналізовані магнітні наночастинки на основі оксиду заліза використовуються в якості контрастних агентів для персоналізованого моніторингу в магнітно-резонансних дослідженнях. Наночастинки оксиду заліза мають високу біосумісність і повільно виводяться з зони пухлини.
Недоліками прототипу є те, що магнітна гіпертермія з використанням нанокомплексу в злоякісних пухлинах при температурах понад 41 "С може супроводжуватися формуванням термотолерантності (терморезистентності) на клітинному рівні внаслідок ініціації синтезу білків теплового шоку, можлива ініціація окисного стресу наночастинками та виникнення побічних ефектів з боку серцево-судинної системи пацієнтів в результаті обмеженої переносимості ними сеансу магнітної гіпертермії при температурах понад 41 "с.
В основу винаходу поставлено задачу створити спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин шляхом проведення магнітної гіпертермії при помірних
Зо температурах до 39 "С за допомогою електромагнітного опромінення в магнітно-резонансному томографі, що дасть можливість підвищити ефективність протипухлинної терапії з використанням магнітного нанокомплексу на 15-20 95.
Поставлена задача вирішується таким чином.
В якості терапевтичного засобу використовують магнітомеханохімічно синтезований багатофункціональний протипухлинний нанокомплекс, до складу якого входять протипухлинний антибіотик антрациклінового ряду доксорубіцин та наночастинки оксиду заліза БезОх діаметром 5-50 нм. Механічну обробку виконують шляхом вертикальних коливань камери з частотою 36 Гц та амплітудою коливань 9 мм протягом 5 хв з інтенсивністю підводу механічної енергії 20 Вт/г при одночасному опромінені електромагнітним полем з частотою 42 МГц, що генерується індукційною котушкою з вихідною потужністю 2 Вт, та постійним магнітним полем з індукцією 8 мТл (у центрі) протягом 5 хв. При цьому під час синтезу відбувається збільшення кількості парамагнітних центрів (вільних радикалів) у структурі нанокомплексу за рахунок неспарених електронів атомів заліза.
Масова концентрація доксорубіцину в магнітному нанокомплексі складає 43 95.
Нанокомплекс вводять безпосередньо до організму-пухлиноносія та проводять тотальне опромінення у магнітно-резонансному томографі з інтенсивністю магнітного поля 0,3-1,5 Тл та електромагнітним полем радіочастотної системи з номінальною частотою 63,87 МГЦ.
На відміну від вживаної у клінічній практиці гіпертермії з використанням магнітних наночастинок у нашій технології електромагнітне поле викликає лише помірний ефект нагрівання тканин, а підвищення протипухлинного ефекту досягається за допомогою керованого впливу на інтенсивність вільно-радикальних реакцій зовнішнього електромагнітного поля. При комбінованому впливі неоднорідних постійного магнітного та змінного електромагнітного полів відбувається розщеплення рівнів енергії електронів в магнітному нанокомплексі й перенесення неспарених електронів з наночастинок оксиду заліза до протипухлинного препарату і пухлину клітину, що впливає на рекомбінацію радикальних пар, збільшується активність, концентрація і час життя парамагнітних центрів (вільних радикалів), які викликають окислювальний стрес, генетичні мутації та/або апоптоз пухлинних клітин.
Прикладом реалізації заявленого способу може бути експериментальне дослідження.
Протипухлинну активність вивчали на 40 мишах-самцях С57ВІ/6 масою 18-20 г розводки бо віварію Національного інституту раку. Трансплантацію пухлинних клітин карциноми легені Льюїс здійснювали введенням тваринам у праве стегно 30 95 суспензії клітин об'ємом 0,4 мл в середовищі 199. Тварини були розділені на 4 групи, кожна з яких складалася з 10 тварин: 1 група - контроль (без впливу); 2 група - введення офіцинального доксорубіцину; З група введення магнітного нанокомплексу, до складу якого входили феромагнітні наночастинки діаметром 50 нм та парамагнітний доксорубіцин без впливу магнітно-резонансної терапії; 4 група - введення магнітного нанокомплексу, до складу якого входили феромагнітні наночастинки та парамагнітний доксорубіцин, з подальшою магнітно-резонансною терапією.
Магнітний нанокомплекс, що складається з протипухлинного препарату доксорубіцин та феромагнітних наночастинок діаметром 50 нм, »магнітомеханохімічно синтезували в нанореакторі ММР (Національний інститут раку, Україна) протягом 5 хв. Механічну обробку виконували шляхом вертикальних коливань камери з частотою 36 Гц та амплітудою коливань 9 мм протягом 5 хв з інтенсивністю підводу механічної енергії 20 Вт/г. Одночасно протягом 5 хв проводили опромінення змінним електромагнітним полем з частотою 42 МГц їі вихідною потужністю індуктора 2 Вт та постійним магнітним полем з індукцією 8 мТл (у центрі), створеним двома постійними магнітами.
Введення препаратів тваринам проводили внутрішньочеревинно об'ємом 0,2 мл в розчині 0,9 У5 Масі починаючи з 2-ої доби після перещеплення. Офіцинальний доксорубіцин у дозі З мг/кг маси, магнітний нанокомплекс: доксорубіцин - З мг/кг, наночастинки РезбОх - З мг/кг. Масова концентрація доксорубіцину в магнітному нанокомплексі складала 43 95. Послідуюче тотальне опромінення тварин проводили протягом 15 хв за допомогою магнітно-резонансного томографа
Іпїега 1.57 (Рпйрз Меаїса! Зузіет5, Тпе МеїПепіапав) з інтенсивністю магнітного поля 1,5 Тл електромагнітним полем радіочастотної системи з номінальною частотою 63,87 МГц. В усіх дослідах використовували протипухлинний препарат доксорубіцин виробництва Пфайзер Ігалія
С.р.л., Італія та наночастинки оксиду заліза БезО5 діаметром 5-50 нм виробництва Зідта-
Аагісн.
Весь курс складався з 5 ін'єкцій та 5 сеансів електромагнітного опромінення і проводили 1 раз у 2 доби. Термін спостереження за тваринами становив 22 доби. Досліджували об'єм пухлини, кількість та об'єм метастазів в легенях, індекс інгібування метастазів. Вплив магнітної нанотерапії на нелінійну кінетику росту пухлин оцінювали за допомогою фактора ф росту
Зо пухлини та коефіцієнту к гальмування росту пухлини.
Всі процедури з тваринами були проведені відповідно до Закону України М 3447-ІМ про захист тварин від жорстокого поводження і європейської Директиви 2010/63/БЕО про захист тварин в наукових цілях.
Результати вивчення кінетики росту та процесів метастазування після впливу нанокомплексу та магнітно-резонансної тераностики на тварин з карциномою Льюїс наведено у фіг. та таблиці. Терапія офіцинальним доксорубіцином (група 2) викликала найменший протипухлинний ефект. Комбінована терапії магнітним нанокомплексом та магнітно-резонансної терапії (група 4) мала максимальний протипухлинний ефект. Лікування магнітним нанокомплексом без магнітно-резонансної терапії (група 3) мали однаковий протипухлинний ефект з групою 2. Середня кількість метастатичних вогнищ в легенях на одну мишу в 3-ій і 4-ій групах тварин порівняно з 1-ою (контроль) та 2-ою групою (офіцинальний доксорубіцин) на 25 добу після перещеплення пухлини мала тенденцію до зниження.
Таблиця
Кінетичні параметри росту протягом 25 днів після перещеплення пухлини та процеси метастазування карциноми легені Льюїс.
Фактор росту Коефіцієнт Середня кількість
Група тварин пухлини Ф, доба" гальмування росту метастазів в ' пухлини к, відн. од. | легенях на мишу магнітно-резонансна терапія "Статистично значуща різниця з показниками 1 групи (контроль), р«е0.05; т Статистично значуща різниця з показниками 2 групи (офіцинальний доксорубіцин), р«е0.05; х Статистично значуща різниця з показниками З групи (магнітний нанокомплекс), р«е0.05.
Наведений приклад підтверджує досягнення позитивного ефекту магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних новоутворень в результаті здійснення заявленого способу, тобто можливості одночасно використовувати багатофункціональний нанокомплекс, до складу якого входять наночастинки оксиду заліза та парамагнітний доксорубіцин, в якості терапевтичного та діагностичного агенту.
Пояснення до графічних матеріалів винаходу
Фіг. - Вплив магнітного нанокомплексу та магнітно-резонансної терапії на кінетику росту карциноми легені Льюїс: 1 - контроль (без впливу); 2 - офіцинальний доксорубіцин;
З - магнітний нанокомплекс; 4 - магнітний нанокомплекс та електромагнітне опромінення магнітно-резонансним томографом
Джерела інформації: 1. Мшпи М.5. Мапоїпегаповіісз-арріїсайоп апа шипег демеіортенпі ої папотедісіпе 5ігагедіє5 тог адуапсед ІНегаповіїсз /М.5. Миїпи, О.Т. І еопу /Негапозвіїсв. - 2014. - Мої. 4, Мо 6. - Р. 660-677. 2. Науазпі К. БЗиреграгатасдпеїїс папорапісіє сіивієге ог сапсег ІНегаповіїс5 сотріпіпд тадпеїйс гезопапсе ітадіпд апа пурепНегтіа ігеаїтепі /К. Науавпі, М. МаКкатига, МУ. Закатоїо
Іеї а! // Тнегаповіїсв. - 2013. - Мої. З, Мо 6. - Р. 366-376 (прототип)

Claims (1)

  1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин, що включає синтез 25 багатофункціонального магнітного нанокомплексу на основі протипухлинного препарату доксорубіцин і наночастинок оксиду заліза, проведення магнітної гіпертермії та магнітно- резонансної діагностики, який відрізняється тим, що магнітний нанокомплекс магнітомеханохімічно синтезують та проводять магнітну гіпертермію за помірних температур до 39"С шляхом тотального опромінення організму-пухлиноносія у магнітно-резонансному Зо томографі з інтенсивністю магнітного поля 0,3-1,5 Тл та електромагнітним полем радіочастотної системи з номінальною частотою 63,87 МГЦ. 75 т ! зх Х А баз х 15 Я . ди ви І Н дбукеюютнккю Й ро і У «ї - ее 1 й ей щу ве з ГА; щи і Й З 15 із їх хі а Стпюконуві перевнилення, ща
    Фіг.
UAA201610560A 2016-10-19 2016-10-19 Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин UA123258C2 (uk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201610560A UA123258C2 (uk) 2016-10-19 2016-10-19 Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201610560A UA123258C2 (uk) 2016-10-19 2016-10-19 Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA123258C2 true UA123258C2 (uk) 2021-03-10

Family

ID=74856147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201610560A UA123258C2 (uk) 2016-10-19 2016-10-19 Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA123258C2 (uk)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Niiyama et al. Hyperthermia nanofiber platform synergized by sustained release of paclitaxel to improve antitumor efficiency
AU2018220863B2 (en) Magnetic field oscillating at several frequencies for improving efficacy and/or reducing toxicity of magnetic hyperthermia
US11918652B2 (en) Nanoparticles sequentially exposed to low intensity acoustic waves for medical or cosmetic applications
JP2007521109A (ja) ナノスケール粒子の標的送達による治療
Rajaee et al. Multifunctional bismuth ferrite nanoparticles as magnetic localized dose enhancement in radiotherapy and imaging
Asadi et al. Cytotoxic effect of 5-fluorouracil-loaded polymer-coated magnetite nanographene oxide combined with radiofrequency
JP2018530523A (ja) がんの放射線療法と免疫療法の組合せのための生体材料
Tang et al. Study of the therapeutic effect of 188Re labeled folate targeting albumin nanoparticle coupled with cis-diamminedichloroplatinum cisplatin on human ovarian cancer
UA123258C2 (uk) Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин
UA124427U (uk) Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин
UA115630U (xx) Спосіб магнітно-резонансної нанотераностики злоякісних пухлин
Wang et al. Advance of nano anticancer therapies targeted on tumor-associated macrophages
Orel et al. The effect of the inhomogeneous magnetic fields on the antitumor activity of magnetic nanotherapy
US20240197883A1 (en) Nanoparticles sequentially exposed to low intensity acoustic waves for medical or cosmetic applications
UA111670U (uk) Спосіб магнітної нанотераностики злоякісних пухлин
Brusentsov Nanotechnologies in diagnostics and therapy of oncological diseases
UA116274C2 (uk) Спосіб магнітної нанотераностики злоякісних пухлин
US20230143346A1 (en) Magnetic field or radiation oscillating at several frequencies for improving efficacy and/or reducing toxicity of magnetic hyperthermia
RU2527154C1 (ru) Способ повышения биодоступности цисплатина в саркому -45, индуцированную в эксперименте
UA102952U (uk) Спосіб магнітної нанотераностики злоякісних пухлин
KR20240024457A (ko) 면역 치료용 초상자성 산화철 나노입자의 제조방법
UA124108C2 (uk) Спосіб протипухлинної магнітовакцинації тварин-пухлиноносіїв в експерименті
KR20240024448A (ko) 면역 치료용 초상자성 산화철 나노입자
JPWO2004087208A1 (ja) 熱ショックタンパク質と磁性微粒子からなる悪性腫瘍の温熱治療剤
Кутырева Radiotherapy in the treatment of cancer