Магнітні наночастинки: властивості і біомедичне застосування

Вступ

Не буде перебільшенням сказати, що інтенсивні дослідження властивостей наночастинок як специфічного класу об’єктів живої та неживої матерії почалися з відкриття їх незвичайних магнітних властивостей. Так, у 1930 р. радянськими вченими-фізиками Я.І. Френкелем і Я.Г. Дорфманом було теоретично обґрунтовано, що при зменшенні такого кількісного показника, як розмір частинки речовини, її магнітні властивості набувають нової якості. Магнітні властивості наночастинок залежать від багатьох чинників, серед яких хімічний склад, тип кристалічної ґратки і ступінь її дефектності, розмір і форма наночастинок, взаємодія з оточуючою матрицею чи іншими наночастинками (Gubin S.P. et al., 2005). Унікальні фізико-хімічні властивості нанооб’єктів зумовлені «квантовими розмірними ефектами», зростанням питомої кількості поверхнево розміщених атомів. Але перш ніж розглядати розмірні ефекти, що виникають у магнітних матеріалах, необхідно зупинитися на основних питаннях, що стосуються цієї фізичної властивості.

Магнітні властивості речовин

Речовини можна класифікувати за їх відповіддю на вплив зовнішнього магнітного поля. Опис орієнтацій магнітних моментів (векторів взаємодії з магнітним полем) у речовині допомагає визначити різні форми магнетизму, що спостерігаються у природі. Розрізняють п’ять основних типів магнетизму: діамагнетизм, парамагнетизм, феромагнетизм, антиферомагнетизм, феримагнетизм (Faraji M. et al., 2010). Під дією зовнішнього магнітного поля атомні петльові струми, що виникають через орбітальний рух електронів, відштовхуються від прикладеного ззовні магнітного поля. Всі речовини володіють таким типом слабкого відштовхування від магнітного поля, що має назву діамагнетизму. Однак діамагнітна взаємодія є відносно слабкою, в результаті будь-яка інша форма магнітної взаємодії, якою також може володіти речовина, зазвичай переважає над ефектами від петель електронного струму. З точки зору електронної конфігурації речовини діамагнетизм спостерігається у речовинах із заповненими електронними оболонками, при цьому магнітні моменти спарені і в цілому нівелюють один одного. Діамагнетики мають від’ємну магнітну сприйнятливість (χ<0) і слабко відштовхуються від прикладеного ззовні магнітного поля (наприклад SiO₂, N₂, Н₂, H₂O, Ві тощо) (Faraji M. et al., 2010).

Усі інші типи магнетизму, що спостерігають у речовинах, частково зумовлені наявністю неспарених електронів у електронних оболонках їх атомів. Речовини, в яких магнітні моменти атомів неспарені, виявляють парамагнітні властивості. У зв’язку із цим так звані парамагнетики мають магнітні моменти без дальнього просторового впорядкування і малу додатну магнітну сприйнятливість (χ≈0), тобто притягуються магнітним полем. До парамагнетиків належать O₂, NO, FeCl₃, Al, Pt тощо (Chen C., 1986).

Феромагнетики (наприклад Fe, Co, Ni) — речовини, в яких орієнтовані атомні магнітні моменти мають однакову величину, що може сильно підвищувати щільність магнітного потоку. Крім того, орієнтовані моменти у феромагнетиках можуть забезпечувати спонтанну намагніченість за відсутності зовнішнього магнітного поля і за температури, нижчої за певний критичний рівень (так звану точку Кюрі). Речовини, атомні магнітні моменти яких мають однакову величину, але впорядковані антипаралельно, проявляють антиферомагнітні властивості (наприклад FeSO₄, FeO, FeS). Обмінна взаємодія призводить до того, що результуюча намагніченість магнітних моментів дорівнює нулю.

Феримагнетики — матеріали, в яких магнітні моменти атомів (або іонів) різних підґраток мають антипаралельну орієнтацію, як і в антиферомагнетиках, але моменти різних підґраток нерівні, тому результуючий момент не дорівнює нулю (наприклад Fe₃O₄, Fe₃S₄). У зв’язку із цим макроскопічно магнітні властивості феримагнетиків подібні до феромагнетиків (Sorensen C.M., 2001).

Феро- та феримагнетикам притаманне явище магнітного гістерезису.

Магнітний гістерезис — явище залежності намагніченості (або магнітної індукції B(T)), що виникає у матеріалі, від вектора напруженості зовнішнього магнітного поля (Н) (рис. 1) (Faraji M. et al., 2010). Зазначена залежність на графіку може виглядати у вигляді петлі. Вивчення петель гістерезису дає уявлення про коерцитивну силу чи коерцитивність (Нс); одиниці вимірювання — Ерстеди (Е або Ое). Коерцитивність — розмагнічуюче зовнішнє магнітне поле з напруженістю Н, яке необхідно прикласти до феро- або феримагнетика, попередньо намагніченого до насичення, щоб зменшити до нуля його намагніченість або індукцію магнітного поля (В). За коерцитивністю речовини поділяють на магнітом’які та магнітотверді. Масивні частки фери- чи феромагнетиків за спрямованістю магнітних моментів атомів, які їх утворюють, формують магнітні домени — просторові ділянки, в яких магнітні моменти окремих частинок орієнтовані однаково, в результаті чого досягається максимальне намагнічування. Суміжні магнітні домени відділені один від одного доменними стінками. Розміри доменів можуть сягати 100 мкм. Поняття магнітних доменів запропонував на початку ХХ ст. французький фізик П’єр Вейс (Pierre Weiss) з метою пояснення особливостей гістерезису в феромагнетиках (Butler R.F., 1992).

Рис. 1

Схематичне зображення магнітного гістерезису для феромагнетика, парамагнетика і суперпарамагнетика на графіку залежності намагнічування речовини (частинок) (за шкалою Y) від напруженості магнітного поля (за шкалою Х) (Pankhurst Q.A. et al., 2003)

При зменшенні лінійних розмірів частинок речовини їх магнітні властивості зазнають змін. Двома найбільш вивченими ефектами кінцевого розміру наночастинок є (Lu A.-H. et al., 2007):

• «ліміт» однодоменності;
• «ліміт» суперпарамагнетизму.

Ефекти кінцевого розміру: однодоменні частинки

Відомо, що у великих (масивних) магнітних частинках (матеріалах) наявна мультидоменна структура, в якій ділянки з односпрямованою намагніченістю відокремлені доменними стінками. Процес утворення доменних стінок відбувається за рахунок рівноваги між магнітостатичною енергією (ΔЕ_MS), що зростає пропорційно до об’єму речовини, і енергією доменної стінки (Е_dw), що підвищується пропорційно до площі границі між доменами (Batlle X., Labarta A., 2002). Якщо розмір зразка зменшувати, виявляється критичний об’єм, нижче якого більше енергії необхідно для створення доменної стінки, ніж для підтримання зовнішньої магнітостатичної енергії (поля розсіювання) однодоменного стану. Критичний діаметр, при якому частинка набуває однодоменного стану, зазвичай лежить у діапазоні кількох десятків нанометрів і залежить від речовини. Критичний діаметр сферичної частинки (Dc), нижче якого існує однодоменний стан, досягається, коли значення ΔЕ_MS дорівнює значенню Е_dw.

Однодоменні частинки мають однакову намагніченість із розміщенням усіх спінів в одному напрямку. Намагніченість можна переспрямувати шляхом обертання спіну, оскільки відсутні стінки доменів. Це є поясненням дуже високої коерцитивної сили Нс, що спостерігають у наночастинок в певному розмірному діапазоні (Iwaki T. et al., 2003). Як ілюстрація ізотермічна залежність коерцитивної сили Нс від певного розміру магнітної наночастинки наведена на рис. 2 (Martı́n J.I. et al., 2003). Підвищення коерцитивної сили Нс при зменшенні розміру частинки виходить з теорії Стонера — Вольфарта, згідно з якою спіни атомів, що формують наночастинку, обертаються когерентно, тобто узгоджено. Експериментально встановлено, що коерцитивна сила у реальних магнітних матеріалів (включаючи наноматеріали) є значно меншою, ніж граничні значення, передбачені теоретично, навіть за дуже низьких температур. Одна з причин полягає у тому, що під дією зовнішнього магнітного поля спіни атомів, що формують наночастинку, можуть обертатися не лише узгоджено, але й більш складним чином з утворенням «вирів», «лопастей» тощо (Skomski R., 2003) (рис. 3). Поява неузгоджених режимів обертання має місце, якщо наночастинки формують агломерати, наприклад ланцюги. Узгоджене обертання може, вірогідно, відбуватися в частинках з абсолютною відсутністю дефектів, що мають однакову форму та нульову анізотропію («неоднаковість») поверхні.

Рис. 2

Схематичне зображення залежності коерцитивної сили Нс від діаметру частинки D (Martı́n J.I. et al., 2003). Коментар: зі зменшенням розміру частинки до Dc відбувається її перехід від мульти- до однодоменного стану (справа наліво). При цьому при досягненні критичного діаметра Dc спостерігається збільшення коерцитивної сили, тобто магнітної твердості речовини

Рис. 3

Спрощені форми (режими) взаємного розміщення спінів в однодоменних частинках: зліва — когерентне (узгоджене) обертання; справа — виреподібне обертання (Skomski R., 2003)

Коерцитивна сила Hc має бути тим меншою, чим більша кількість варіантів (механізмів) обертання спіну в напрямках, які протилежні початковому. У мультидоменних частинках таке обертання може додатково поєднуватися зі зміщенням границь доменів (Вонсовский С.В., 1971). Зі зменшенням розміру частинки кількість доменів також зменшується, і роль міждоменних границь у перемагнічуванні стає менш вираженою. Як наслідок зі зменшенням величини діаметру D до критичного розміру частинок (Dc) коерцитивна сила збільшується. Однак подальше зменшення розміру частинки і перехід до однодоменного стану зумовлює зростання ролі теплових флуктуацій. Це пояснює зменшення Нс при D<Dc (див. рис. 2).

Іншим джерелом високої коерцитивної сили в системі малих частинок є анізотропія форми. Відхилення від сферичності для однодоменних частинок є важливим і впливає на коерцитивну силу.

Ефекти кінцевого розміру: суперпарамагнетизм у нанорозмірних частинках

Іншим важливим феноменом, який виникає при подальшому зменшенні розмірів магнітних частинок і який властивий нанорозмірним магнітним частинкам, є суперпарамагнетизм (Lu A.H. et al., 2007) (див. рис. 2). Суперпарамагнетизм є однією з визначних властивостей наночастинок, що зумовила їх експериментальне відкриття в середині ХХ ст. Явище суперпарамагнетизму можна зрозуміти при розгляді поведінки ізольованої однодоменної магнітної частинки. Зі зменшенням розміру магнітної частинки теплова енергія (k_BT) перевищує енергетичний бар’єр, що відокремлює два однаково енергетично стійкі напрямки намагніченості (K_effV), і намагніченість легко перевертається. За цієї умови (k_BT>K_effV) система стає парамагнітною. Іншими словами, зменшення розміру частинок звільняє магнітні моменти від утримуючих сил і дозволяє намагніченості однодоменної частинки флуктувати від одного напрямку осі анізотропії до іншого (так само, як в ідеальному парамагнетику). При цьому замість атомного магнітного моменту в цьому разі спостерігають гігантський магнітний момент всередині кожної частинки. Зазначене явище відрізняється від звичайного парамагнетизму тим, що ефективний момент однодоменної частинки є сумою магнітних моментів іонів/атомів, що входять до її складу, яких може бути в ній кілька тисяч. Саме тому така система називається суперпарамагнітною. За таких умов відсутній магнітний гістерезис (тобто на графіку залежності намагнічування зразка (М) від напруженості зовнішнього магнітного поля (Н) відсутнє утворення петлі гістерезису (див. рис. 1), дані різних температур накладаються на універсальну криву вектора магнітної індукції М стосовно Н/Т (відношення напруженості магнітного поля на температуру) (Нurd C.M., 1982).

Отже, суперпарамагнетизм — вид магнетизму, властивий наночастинкам феро- чи феримагнітних матеріалів, при якому магнітний момент однодоменної частинки спонтанно й випадково, внаслідок теплових флуктуацій, змінює свою орієнтацію. Ключовою передумовою, при якій наночастинки володіють суперпарамагнетизмом, є таке значення температури, що перевищує так звану блокуючу температуру — температуру, що відповідає максимальному намагнічуванню (Т_В). Вище Т_В система є переважно суперпарамагнітною, а нижче — переважно феромагнітною (див. рис. 2) (Choi E.J. et al., 2008). При відсутності зовнішнього магнітного поля суперпарамагнетики мають у середньому нульовий магнітний момент, тобто ведуть себе як парамагнетики, хоча з великою магнітною сприйнятливістю. Наночастинки оксиду заліза стають суперпарамагнітними при розмірі ≤20 мн, наночастинки металічного заліза — при розмірі ≈3 нм (Gubin S.P. et al., 2005).

У більшості сфер застосування ефективність наночастинок найвища при такому їх розмірі, що менший за певну критичну величину, яка, у свою чергу, залежить від хімічного складу і становить зазвичай ≈10–20 нм. Як наслідок кожна наночастинка стає окремим магнітним доменом і набуває суперпарамагнітних властивостей. Кожна така наночастинка має великий постійний магнітний момент і виступає в ролі гігантського парамагнітного атома, що швидко відповідає на дію зовнішніх магнітних полів і має мізерну залишкову намагніченість і коерцитивну силу (поле, що необхідно прикласти, щоб довести до нуля намагніченість). Зазначені властивості відкривають для суперпарамагнітних наноматеріалів широкий спектр застосувань у біології та медицині.

Однак неодмінною проблемою, пов’язаною із частинками у цьому розмірному діапазоні, є їх внутрішня нестабільність. Об’єкти такого малого розміру мають тенденцію до утворення агломератів з метою зниження енергії нанорозмірних частинок, пов’язаної з високим значенням співвідношення площі поверхні до об’єму. Крім того, оголені металеві наночастинки хімічно високоактивні й легко окиснюються, що призводить в цілому до втрати магнітних властивостей і дисперсності. Тому для ефективного застосування магнітних наночастинок ключовою є розробка підходів до хімічної стабілізації оголених магнітних наночастинок під час, а також після їх синтезу, що досягається шляхом функціоналізації поверхні органічними чи неорганічними сполуками (Faraji M. et al., 2010).

Біомедичне застосування магнітних наночастинок

Найбільш широко вивчаються магнітні наночастинки на основі заліза, нікелю, кобальту, Fe₃O₄ (магнетиту), γ-Fe₂O₃ (маггеміту), FeO (вюститу), α-FeOOH (гетиту), карбідів заліза, Co₃O₄, CoO, сплавів Fe-Co, Fe-Ni, Fe-Pt та ін. Зазначені наночастинки мають великий потенціал у промисловому застосуванні, включаючи створення пристроїв пам’яті з високою щільністю запису, магнітних чорнил, а також у ксерографії, електроніці (записуючі пристрої), каталізі тощо (Faraji M. et al., 2010).

Внаслідок того, що наночастинки на основі оксигідроксидів заліза у вигляді феритину утворюються в організмі, а також враховуючи, згідно з численними даними, біологічну безпеку штучно створених наночастинок оксидів заліза (НОЗ) (Gajdosíková A. et al., 2006; Calero M. et al., 2013;. Singh S.P. et al., 2013), саме на основі названих магнітних наноматеріалів проводять переважну більшість розробок і досліджень з метою їх застосування у медицині та фармації (Чекман І.С., Дорошенко А.М., 2010; 2012).

Завдяки магнітним властивостям НОЗ застосовують у ролі контрастних агентів для проведення магнітно-резонансної томографії (МРТ). Якщо НОЗ перебувають у зовнішньому постійному магнітному полі, їх магнітні моменти орієнтуються відповідно до напрямку магнітного поля і посилюють його магнітний потік. НОЗ, створюючи істотні локальні зміни у магнітному полі, спонукають оточуючі протони (ядра водню у складі молекул, на які настроєні магнітно-резонансні томографи) до швидкого дефазування, що призводить до помітних змін сигналу при проведенні МРТ. НОЗ впливають на повздовжню (спін-решітчасту, Т1) та поперечну (спін-спінову, Т2) релаксацію оточуючих ядер, причому НОЗ здатні значно скорочувати час спін-спінової релаксації, і тому підсилювати Т2-зважене зображення. У зв’язку із цим часто НОЗ відносять до Т2-контрастних агентів з негативним контрастним ефектом, оскільки створюють темні ділянки на дисплеї чи МР-томограмах. Однак НОЗ із розмірами <10 нм також підсилюють Т1-зважене зображення. Після зникнення магнітного поля броунівський рух порушує орієнтування НОЗ (Jun Y.W. et al., 2008; Geraldes C.F., Laurent S., 2009).

Прикладом комерційної реалізації цього підходу є НОЗ ферукарботран та ферумоксид (Wang Y.-X., 2011). Ферумоксид (АМІ-25) складається із кристалів магнетиту 4,3–4,8 нм, покритих декстраном, і має гідродинамічний розмір частинок ≈120–180 нм (Weissleder R. et al.,1989; Arbab A.S. et al., 2002). Ферукарботран (SHU555A) має серцевину, що складається з кількох кристалів магнетиту і маггеміту, розміром ≈4,2 нм кожен, покритих карбоксидекстраном, гідродинамічний розмір — ≈62 нм (Reimer P. et al., 2000). Зазначені препарати після внутрішньовенного введення порівняно швидко захоплюються макрофагами і накопичуються переважно у печінці й селезінці, тому є прийнятними для покращання візуалізації цих органів при МРТ-дослідженні (Karabulut N., Elmas N., 2006). Відсутність у злоякісних пухлинах печінки клітин Купфера є основою методу візуалізації із застосуванням препаратів НОЗ як первинних, так і метастатичних злоякісних новоутворень (Reimer P. et al., 2000; Arbab A.S. et al., 2002).

Внаслідок подовженого періоду напіввиведення препарати на основі надмалих суперпарамагнітних НОЗ, що мають гідродинамічний розмір <40–50 нм, можуть застосовуватися при магнітно-резонансній ангіографії (Allkemper T. et al., 2002). Оскільки надмалі НОЗ накопичуються у лімфатичних вузлах, їх можна використовувати для контрастування лімфатичних вузлів, у тому числі для виявлення метастазів (Mack M.G. et al., 2002). При цьому наночастинки залишають кровоносне русло і по лімфатичних судинах досягають лімфатичних вузлів, повторюючи шлях просування емболів із пухлинних клітин (Harisinghani M.G. et al., 2003). Оскільки надмалі НОЗ ефективно захоплюються макрофагами та іншими фагоцитуючими клітинами, наночастинки можна використовувати для МР-діагностики запальних і дегенеративних розладів, пов’язаних із високою макрофагальною активністю, наприклад у разі ішемічного інсульту, атеросклерозу, в тому числі ще до звуження просвіту судини (Tsuchiya K. et al., 2013). Прикладом надмалих НОЗ, що знаходять медичне застосування, є ферумокситол — нанопрепарат, що складається із наночастинок із нестехіометричного магнетиту, покритих карбоксиметилдекстраном, із гідродинамічним розміром 17–31 нм (Lu M. et al., 2010).

Окрім магнітно-резонансної діагностики онкологічних захворювань за допомогою НОЗ,наночастинки також застосовують для лікування злоякісних пухлин. Більшість хіміотерапевтичних засобів є відносно неспецифічними і можуть пошкоджувати здорові тканини, спричинюючи розвиток побічних ефектів, що може призвести до відміни їх застосування у кожному окремому випадку (Alexiou C. et al., 2000). Застосування біосумісних магнітних рідин як систем доставки лікарських засобів до патологічної ділянки в організмі за допомогою магнітного поля називають «магнітним таргетингом (націлюванням) лікарських засобів» (Галанов А.И. и соавт., 2008). Зокрема, продемонстрована магнітна доставка епідоксорубіцину та мітоксантрону безпосередньо у пухлину (Lubbe A.S. et al., 1996; Alexiou C. et al., 2000).

Магнітна гіпертермія полягає у локальному підвищенні температури в патологічній ділянці, в якій зосереджені магнітні наночастинки, під впливом зовнішнього магнітного поля. Методика ґрунтується на здатності НОЗ поглинати енергію перемінного магнітного поля і перетворювати її на тепло. Перевагою цієї методики є селективність руйнівного впливу з мінімальним впливом на оточуючі неуражені тканин (Goya G.F. et al., 2008). Зокрема, зазначений метод застосовують для лікування хворих на гліобластому (van Landeghem F.K. et al., 2009; Maier-Hauff K. et al., 2011). На сьогодні клінічні дослідження з магнітної гіпертермії проводять у Німеччині (компанія «MagForce AG»). НОЗ застосовують також в імунологічних дослідженнях, зокрема у створенні високочутливих імуносенсорів. Для визначення онкомаркера PSA (prostate specific antigen — специфічний антиген передміхурової залози) були запропоновані НОЗ, поміщені у полімерні везикули, зі специфічними антитілами на поверхні (Wei Q. et al., 2010).

Спроби створити наноматеріали із кращими магнітними властивостями, ніж у НОЗ, привели до синтезу композитних наночастинок, зокрема MnFe₂O₄. Зазначені наночастинки перевершили НОЗ у ролі контрастних агентів для МРТ при дослідженнях in vivo. Зокрема в експериментальних дослідженнях успішно візуалізували пухлини масою 50 мг (An K., Hyeon T., 2009). НОЗ із приєднаними атомами тербію, крім магнітних, демонстрували також і флуоресцентні властивості, причому вони не були токсичними при цитологічних дослідженнях (Zhang Y.X. et al., 2009).

Окрім діагностичних застосувань, композитні нанокристали на основі заліза можуть застосовуватися для лікування злоякісних новоутворень. Так, поєднання можливості візуалізації пухлини за допомогою МРТ-дослідження з її подальшим руйнуванням призвело до розробки наноскорин Fe₃O₄/FePt (Gao J. et al., 2008). Створені та випробовуються гантелеподібні наногетероструктури, зокрема наночастинки Fe₂O₃-CdSe, що мають добре виражені магнітні та флуоресцентні властивості (Selvan S.T. et al., 2007).

Висновки

Наявність у нанорозмірних частинок унікальних фізико-хімічних і біологічних властивостей та запровадження нанооб’єктів у медичну практику після всебічного вивчення клінічної безпеки їх застосування наблизить вирішення більшості завдань, поставлених перед сучасною охороною здоров’я, в тому числі досягнення принципів індивідуалізованої і таргетної терапії.

Фізичні властивості магнітних наночастинок є підґрунтям доцільності їх широкого застосування у клінічній практиці при створенні обладнання медичного призначення і при розробці діагностичних нанопрепаратів і засобів, а також лікарських засобів, що діють за принципом «drug delivery» або застосовуються при магнітно-рідинній гіпертермії.

Список використаної літератури

• Вонсовский С.В. (1971) Магнетизм. Наука, Москва, 1032 с.
• Галанов А.И., Юрмазова Т.А., Савельев Г.Г. и др. (2008) Разработка магнитоуправляемой системы для доставки химиопрепаратов на основе наноразмерных частиц железа. Сибир. онкол. журн., 27: 50–57.
• Чекман І.С., Дорошенко А.М. (2010) Клініко-фармакологічні властивості наночастинок заліза. Укр. мед. часопис, 77(3): 44–50.
• Чекман І.С., Дорошенко А.М. (2012) Взаємодія наночастинок оксиду заліза з клітиною та компонентами біомембрани. Укр. мед. часопис, 87(1): 31–37.
• Alexiou C., Arnold W., Klein R.J. et al. (2000) Locoregional cancer treatment with magnetic drug targeting. Cancer Res., 60(23): 6641–6648.
• Allkemper T., Bremer C., Matuszewski L. et al. (2002) Contrast-enhanced blood-pool MR angiography with optimized iron oxides: effect of size and dose on vascular contrast enhancement in rabbits. Radiology, 223(2): 432–438.
• An K., Hyeon T. (2009) Synthesis and biomedical applications of hollow nanostructures. Nano Today, 4(4): 359–373.
• Arbab A.S., Ichikawa T., Sou H. et al. (2002) Ferumoxides-enhanced double-echo T2-weighted MR imaging in differentiating metastases from nonsolid benign lesions of the liver. Radiology, 225(1):151–158.
• Batlle X., Labarta A. (2002) Finite-size effects in fine particles: magnetic and transport properties. J. Phys. D: Appl. Phys., 35(6): R15.
• Butler R.F. (1992) Paleomagnetism: magnetic domains to geologic terranes. Boston, Blackwell Publishing, 336 р.
• Calero M., Gutiérrrez L., Salas G. et al. (2013) Efficient and safe internalization of magnetic iron oxide nanoparticles: two fundamental requirements for biomedical applications. Nanomedicine, 10(4):733–743.
• Chen C.W. (1986) Magnetism and metallurgy of soft magnetic materials. New York City, Dover Publications, 571 р.
• Choi E.J., Ahn Y., Hahn E.J. (2008) Size dependence of the magnetic properties in superparamagnetic zinc-ferrite nanoparticles. J. Korean Phys. Soc., 53(4): 2090–2094.
• Faraji M., Yamini Y., Rezaee M. (2010) Magnetic nanoparticles: synthesis, stabilization, functionalization, characterization, and applications. J. Iran. Chem. Soc., 7(1): 1–37.
• Gajdosíková A., Gajdosík A., Koneracká M. et al. (2006) Acute toxicity of magnetic nanoparticles in mice. Neuro Endocrinol. Lett., 27(Suppl. 2): 96–99.
• Gao J., Liang G., Cheung J. S. et al. (2008) Multifunctional yolk-shell nanoparticles: a potential MRI contrast and anticancer agent. J. Am. Chem. Soc., 130(35): 11828–11833.
• Geraldes C. F. G. C., Laurent S. (2009) Classification and basic properties of contrast agents for magnetic resonance imaging. Contrast Media Mol. Imaging, 4(1): 1–23.
• Goya G.F., Grazú V., Ibarra M.R. (2008) Magnetic nanoparticles for cancer therapy. Current Nanoscience, 4(1): 1–16.
• Gubin S.P., Koksharov Yu.A., Khomutov G.B. Yurkov G.Yu. (2005) Magnetic nanoparticles: preparation, structure and properties. Russ. Chem. Rev., 74(6): 489–520.
• Harisinghani M.G., Barentsz J., Hahn P.F. et al. (2003) Noninvasive detection of clinically occult lymph-node metastases in prostate cancer. N. Engl. J. Med., 348(25): 2491–2499.
• Hurd C.M. (1982) Varieties of magnetic order in solids. Gontemp. Phys., 23(5): 469–493.
• Iwaki T., Kakihara Y., Toda T. et al. (2003) Preparation of high coercivity magnetic fept nanoparticles by liquid process. J. Appl. Phys., 94(10): 6807–6811.
• Jun Y.W., Seo J.W., Cheon J. (2008) Nanoscaling laws of magnetic nanoparticles and their applicabilities in biomedical sciences. Acc. Chem. Res., 41(2): 179–189.
• Karabulut N., Elmas N. (2006) Contrast agents used in MR imaging of the liver. Diagn. Interv. Radiol., 12(1): 22–30.
• Lu A.H., Salabas E.L., Schuth F. (2007) Magnetic nanoparticles: synthesis, protection, functionalization, and application. Angew. Chem. Int. Ed., 46: 1222–1244.
• Lu M., Cohen M.H., Rieves D., Pazdur R. (2010) FDA report: Ferumoxytol for intravenous iron therapy in adult patients with chronic kidney disease. Am. J. Hematol., 85(5): 315–319.
• Lubbe A.S., Bergemann C., Riess H. et al. (1996) Clinical experiences with magnetic drug targeting: A phase I study with 4’- epidoxorubicin in 14 patients with advanced solid tumors. Cancer Res., 56(20): 4686–4693.
• Mack M. G., Balzer J. O., Straub R. et al. (2002) Superparamagnetic iron oxide-enhanced MR imaging of head and neck lymph nodes. Radiology, 222(1): 239–244.
• Maier-Hauff K., Ulrich F., Nestler D. et al. (2011) Efficacy and safety of intratumoral thermotherapy using magnetic iron-oxide nanoparticles combined with external beam radiotherapy on patients with recurrent glioblastoma multiforme. J. Neurooncol., 103(2): 317–324.
• Martı́n J. I., Nogués J., Liu K. et al. (2003) Ordered magnetic nanostructures: fabrication and properties. J. Magn. Magn. Mater., 256(1–3): 449–501.
• Pankhurst Q.A., Connolly J., Jones S.K. et al. (2003) Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine. J. Phys. D: Appl. Phys., 36(13): R167–R181.
• Reimer P., Jähnke N., Fiebich M. et al. (2000) Hepatic lesion detection and characterization: Value of nonenhanced MR imaging, superparamagnetic iron oxide-enhanced MR imaging, and spiral CT-ROC analysis. Radiology, 217(1): 152–158.
• Selvan S.T., Patra P.K., Ang C.Y., Ying J.Y. (2007) Synthesis of silica-coated semiconductor and magnetic quantum dots and their use in the imaging of live cells. Angew Chem. Int. Ed. Engl., 46(14): 2448–2452.
• Singh S.P., Rahman M.F., Murty U.S. et al. (2013) Comparative study of genotoxicity and tissue distribution of nano and micron sized iron oxide in rats after acute oral treatment. Toxicol. Appl. Pharmacol., 266(1): 56–66.
• Skomski R. (2003) Nanomagnetics. J. Phys.: Condens. Matter., 15: R841–R896.
• Sorensen C.M. (2001) Magnetism, In: K.J. Klabunde (Ed.) Nanoscale materials in chemistry. New Jersey, John Wiley & Sons, Hoboken, 304 р.
• Tsuchiya K., Nitta N., Sonoda A. et al. (2013) Atherosclerotic imaging using 4 types of superparamagnetic iron oxides: new possibilities for mannan-coated particles. Eur. J. Radiol., 82(11): 1919–1925.
• van Landeghem F.K., Maier-Hauff K., Jordan A. et al. (2009) Post-mortem studies in glioblastoma patients treated with thermotherapy using magnetic nanoparticles. Biomaterials, 30(1): 52–57.
• Wang Y.X. (2011) Superparamagnetic iron oxide based MRI contrast agents: Current status of clinical application. Quant. Imaging Med. Surg., 1(1): 35–40.
• Wei Q., Li T., Wang G. et al. (2010) Fe3O4 nanoparticles-loaded PEG–PLA polymeric vesicles as labels for ultrasensitive immunosensors. Biomaterials, 31(28): 7332–7339.
• Weissleder R., Stark D.D., Engelstad B.L. et al. (1989) Superparamagnetic iron oxide: Pharmacokinetics and toxicity. AJR Am. J. Roentgenol., 152(1): 167–173.
• Zhang Y.X., Das G.K., Xu R. et al. (2009) Tb-doped iron oxide: bifunctional fluorescent and magnetic nanocrystals. J. Mater. Chem., 19(22): 3696–3703.

Адреса для листування:

Дорошенко Андрій Михайлович
01601, Київ, бульв. Тараса Шевченка, 13
Національний медичний
університет імені О.О. Богомольця,
кафедра фармакології
та клінічної фармакології
E-mail: [email protected]