Комплексы TOR были разработаны для экспериментальной апробации наномеханического подхода к управлению биохимическими процессами низкочастотным магнитным полем, одним из авторов которого является заслуженный деятель науки РФ, д.ф.-м.н., профессор Ю.И. Головин. Сотрудники ООО «Наноматериалы» под его руководством в стенах Наноцентра ТГУ занимаются также разработкой теоретических основ данного подхода. Ниже представлена краткая информация о способах применения магнитных наночастиц в медицине в настоящее время.
 |
Функционализированная магнитная наночастица: типичный вид |
Магнитное поле может непосредственно воздействовать на живые организмы. Это и тепловой, и электрофоретический, и другие, к настоящему времени слабо изученные, эффекты. Однако высокой локальности, управляемости и точного физического описания действия магнитного поля на биологические объекты можно добиться путём введения в их состав магнитных частиц. Эти частицы становятся центрами преобразования энергии внешнего поля, многократно усиливая его воздействие.
Магнитная гипертермия является наиболее изученной технологией применения магнитных частиц в медицине. Выделяемое ими тепло в поле частотой порядка сотен кГц используется в онкотерапии для уничтожения поражённых клеток (более чувствительных к перегреву, чем здоровые), а также для контролируемого выпуска лекарств в организме из транспортных «наноконтейнеров». Основными недостатками гипертермии являются трудность дозирования и опасность перегрева здоровых тканей.
 |
Магнитная наночастица эллипсоидной формы на бислойной мембране (в частности, мембране живой клетки, везикулы, липосомы) |
Помимо этого, существует ряд перспективных методов, основанных на механическом действии магнитных частиц. Частота поля, как правило, при этом выбирается на несколько порядков ниже. Это обеспечивает высокую локальность, селективность и управляемость воздействия. При этом возможны различные способы использования такого механизма.
 |
Деформация молекул ферментов при движении агрегата из 2 магнитных наночастиц в переменном поле |
Так, согласно результатам ряда экспериментов, магнитные наночастицы способны воздействовать на молекулы ионных каналов мембран живых клеток, активируя вариации тока в них, а также вызывать отклики и других механочувствительных мембранных элементов. Этот эффект может быть использован для селективного воздействия на поражённые клетки с целью нарушения биологических функций мембран и их последующей гибели.
Другая группа учёных, исследовавшая вопросы контролируемого выпуска лекарств, установила, что наличие магнитных наночастиц, загруженных в магнитные везикулы, приводило к ускорению выпуска лекарственных молекул во внешнем поле в несколько раз.
В ряде опытов магнитные частицы в форме дисков, прикреплённые к клеткам опухоли мозга, вызывали гибель подавляющего большинства клеток в отсутствие какого-либо нагрева. В экспериментах по исследованию этих дисков в качестве носителей лекарственного препарата доксорубицина наблюдался его ускоренный выход из полимерной оболочки магнитных частиц.
Получены положительные результаты в экспериментах по управлению активностью макромолекул ферментов с помощью функционализированных магнитных наночастиц, активируемых однородным переменным магнитным полем частотой от нескольких десятков до нескольких сотен герц. Эффект имеет перспективы применения в приложениях адресной доставки лекарств.
Литературу, в которой описаны указанные выше эксперименты и выполнено их теоретическое обоснование, можно посмотреть здесь: