Визуализация и лазерная гипертермия биологических тканей с применением золотых плазмонно-резонансных наночастиц

• Автор: Сироткина, Марина Александровна
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Оптические и термические свойства биотканей

1.2. Плазмонно-резонансные наночастицы: оптические свойства,

биомедицинское применение

1.3. Методы визуализации накопления золотых плазмонно-резонансных наночастиц в биотканях
1.4. Термическое воздействие на биологические ткани. Роль наночастиц в термотерапии

1.4.1. Методы гипертермии

Глава 2. Материалы и методы

2.1. Объекты исследования
2.2. Оборудование
2.3. Методы и методики исследования
Глава 3. Результаты
3.1. Выбор вида наночастиц для лазерной гипертермии и ОКТ -исследования
3.2. ОКТ-визуализация золотых плазмонно-резонансных наночастиц в фантоме биоткани
3.3. ОКТ-визуализация накопления золотых бипирамид в экспериментальной биологической модели локального накопления золотых наночастиц
3.4. Лазерная гипертермия биологических тканей с золотыми плазмонно-
резонансными наночастицами
3.4.1 Изучение эффективности лазерной гипертермии с золотыми наночастицами на поверхности биоткани методом ИК-термографии
3.4.2 Изучение эффективности лазерной гипертермии с золотыми наночастицами внутри биоткани методом пассивной акустической
термографии
3.5. Оценка действия лазерной гипертермии с золотыми плазмонно-резонансными наночастицами на экспериментальную биологическую
модель локального накопления золотых наночастиц по кинетике роста

3.6. Оценка действия лазерной гипертермии с золотыми плазмонно-резонансными наночастицами на структурные изменения биологической
ткани
Глава 4. Обсуяедение результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
РІК - инфракрасный
УФ - ультрафиолетовый
ПЭГ - полиэтиленгликоль
ОКТ - оптическая когерентная томография
ПАТ - пассивная акустическая термография
СТАВ - цетилтриметиламмоний бромид
ИПФ РАН - Институт прикладной физики Российской академии наук ТРО - торможение роста опухоли
А-скан - график изменения интенсивности сигнала обратного рассеяния от глубины
МРТ - магнитно-резонансная томография

Основные преимущества магнитных наночастиц состоят в том, что частицы могут быть визуализированы (суперпарамагнитные наночастицы используются при магнитной резонансной томографии); они могут быть направлены и удержаны в определенном месте с помощью магнитного поля и нагреты в магнитном поле для инициации механизма выпуска лекарства или для осуществления гипертермии/абляции тканей.
Исследователями было обнаружено, что под влиянием магнитного поля частицы, находящиеся внутри раковых клеток, способны разрывать клеточные мембраны [18].
Основной недостаток магнитной доставки лекарственных препаратов связан с мощностью внешнего поля, которое применяется для получения градиента магнитного поля, необходимого для управления временем удержания наночастиц в заданной области, или запускает механизм десорбции препарата. Другой недостаток связан с небольшим размером наночастицы, необходимой для суперпарамагнетизма, который в свою очередь необходим для того, чтобы избежать скопления магнитных частиц после того, как будет убрано магнитное поле. Небольшой размер подразумевает снижение мощности магнитного влияния, а из-за этого сложно направлять частицы и удерживать их в непосредственной близости от объекта воздействия в то время, когда они противостоят воздействию кровотока. Также существуют проблемы связанные с риском эмболии сосудов микроциркуляторного русла из-за скопления магнитных частиц в пределах сосудистого региона в области нацеливания; не решены вопросы о возможном токсическом действии наночастиц, механизмов их выведения из организма или биодеградации [49].
Метод лазерной гипертермии
С развитием лазерных технологий и, в частности, с появлением современных диодных лазеров, работающих в «терапевтическом окне прозрачности биологических тканей», где основные поглотители биоткани, такие как вода, окси- и дезоксигемоглобин обладают малым коэффициентом