Поверхностно модифицированные магнитные наночастицы для медико-биологического применения

Abstract

Наноматериалы с уникальными физико-химическими свойствами вызывают большой интерес у специалистов различных областей. Особенности структуры вещества в наносостоянии позволяют создавать конструкции с новыми механическими, оптическими и электрическими свойствами. Большое практическое значение имеют магнитные свойства материалов, структурные элементы которых лежат в нанодиапазоне. Магнитные наночастицы могут быть использованы как в целях терапии, так и для диагностики различных заболеваний. Наноматериалы, обладающие магнитными свойствами, нашли применение в адресной доставке лекарственных веществ, магнитной гипертермии, магнитной сепарации и магнитно-резонансной томографии. Свойства магнитных наночастиц зависят от многих факторов, таких как их размер и форма, химический состав и тип кристаллической решетки. Магнитные характеристики могут изменяться при взаимодействии частиц с окружающими их веществами и соседними частицами. К сожалению, большими недостатками немодифицированных наночастиц являются их неспецифическое взаимодействие с клетками, которое приводит к накоплению их вне органов-мишеней, а также токсичность наноматериалов и низкая коллоидная устойчивость. Решением этой проблемы может послужить поверхностная модификация наночастиц. На современном этапе одна из основных задач нанобиотехнологии - разработка наноконструкций на основе магнитных наночастиц, которые будут функционализированы биосовместимыми агентами.

Unique physicochemical properties of nanomaterials arouse a great interest of specialists of various fields. Materials based on nanostructures purchase new mechanical, optical, and electrical properties. Great practical importance is the magnetic properties of materials, structural elements which lie at the nanoscale. Nanomaterials with magnetic properties have been used in drug delivery, magnetic hyperthermia, magnetic separation, and magnetic resonance imaging. Magnetic properties of nanoparticles depend on many factors, such as particle size and shape, chemical properties and lattice type. Magnetic characteristics can be changed by the interaction of particles with the surrounding matrix and neighboring particles. Unfortunately, many studies show that a great disadvantage of the unmodified nanoparticles is their nonspecific interaction with the cells, which leads to their accumulation outside the target organs, also toxicity of nanomaterials and their low colloidal stability. Surface modification of nanoparticles can solve this problem. Development of nanostructures based on magnetic nanoparticles and functionalized by biocompatible agents is one of the main targets of nanobiotechnology.