Выпуски МФиНТ »  Том 40, выпуск 10

Магнитные свойства жидкостей на основе полифункциональных нанокомпозитов типа суперпарамагнитное ядро–многоуровневая оболочка

Н. В. Абрамов$^{1}$, С. П. Туранская$^{1}$, П. П. Горбик$^{1,2}$

$^{1}$Институт химии поверхности им. А. А. Чуйко НАН Украины, ул. Генерала Наумова, 17, 03164 Киев, Украина
$^{2}$Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина

Получена: 05.06.2018. Скачать: PDF

Приведён обзор работ, посвящённых изучению свойств и применению новых магнитных жидкостей, содержащих нанокомпозиты типа суперпарамагнитное ядро–многоуровневая оболочка и обладающих функциями медико-биологических нанороботов. Тематика исследований направлена на создание новейших медицинских тераностических средств для адресной доставки и локальной комплексной терапии, предназначенных, главным образом, для потребностей онкологии. Синтезированные магнитные жидкости и приведённые подходы к их магнитной диагностике использованы при создании нового отечественного онкологического лекарственного средства «Фероплат», который не имеет аналогов в мире, представляет собой конъюгат наночастиц магнитной жидкости с цисплатином, является стандартизированным средством для повышения эффективности химиотерапии и преодоления медикаментозной резистентности злокачественных новообразований, предназначен для доставки цитостатика непосредственно в опухолевую ткань, что обеспечивает максимальное поступление его в клетки и способствует повышению терапевтического эффекта. Полученные результаты развивают физико-химические основы разработки новых типов векторных систем противоопухолевых препаратов на основе магнитных жидкостей и использованы как метод оптимизации, стандартизации и контроля их параметров в процессе производства. Кроме этого, результаты работы могут быть полезны при разработке новых магнитоуправляемых сорбционных материалов технического, технологического, экологического и медико-биологического предназначения, медицинских тест-систем и т.п.

Ключевые слова: магнитные жидкости, нанокомпозиты, суперпарамагнитное ядро, многоуровневая оболочка, синтез, диагностика, оптимизация, применение.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i10/1283.html

PACS: 47.63.mh,47.65.Cb,75.50.Mm,75.75.-c,81.07.-b,81.20.Fw,83.60.Np,87.85.Qr

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. О. М. Івасишин, Є. Г. Лень, В. М. Надутов, В. А. Татаренко, Металлофиз. новейшие технол., 38, № 1: 1 (2016). Crossref
  2. І. Ю. Сагалянов, Ю. І. Прилуцький, Т. М. Радченко, В. А. Татаренко, Успехи физики металлов, 11, № 1: 95 (2010). Crossref
  3. Т. М. Радченко, В. А. Татаренко, Успехи физики металлов, 9, № 1: 1 (2008). Crossref
  4. П. П. Горбик, М. В. Абрамов, І. В. Дубровін, С. М. Махно, С. П. Туранська, Успехи физики металлов, 18, № 1: 59 (2017). Crossref
  5. Физико-химия наноматериалов и супрамолекулярных структур. Т. 1 (Ред. А. П. Шпак, П. П. Горбик) (Киев: Наукова думка: 2007).
  6. Nanomaterials and Supramolecular Structures. Physics, Chemistry, and Applications (Eds. A. P. Shpak and P. P. Gorbyk) (Netherlands: Springer: 2009).
  7. П. П. Горбик, В. В. Туров, Наноматериалы и нанокомпозиты в медицине, биологии, экологии (Ред. А. П. Шпак, В. Ф. Чехун) (Киев: Наукова думка: 2011).
  8. П. П. Горбик, В. Ф. Чехун, А. П. Шпак, Наноструктурные материалы — получение, свойства, применение (Минск: Беларуская навука: 2009), с. 131.
  9. М. В. Абрамов, С. П. Туранська, П. П. Горбик, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 4: 423 (2018). Crossref
  10. П. П. Горбик, С. В. Горобець, М. П. Турелик, В. Ф. Чехун, А. П. Шпак, Біофункціоналізація наноматеріалів і нанокомпозитів: Навч. посібник (Київ: Наукова думка: 2011).
  11. P. P. Gorbyk, A. L. Petranovska, M. P. Turelyk, N. V. Abramov, V. F. Chekhun, and N. Yu. Lukyanova, Chem. Phys. Tech. Surf., 1, No. 3: 360 (2010).
  12. P. P. Gorbyk and V. F. Chekhun, Functional Materials, 19, No. 2: 145 (2012).
  13. П. П. Горбик, Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології, 11, № 2: 323 (2013).
  14. P. P. Gorbyk, L. B. Lerman, A. L. Petranovska, and S. P. Turanska, Advances in Semiconductor Research: Physics of Nanosystems, Spintronics and Technological Applications (Eds. D. P. Adorno and S. Pokutnyi) (New York: Nova Science Publishers: 2014), p. 161.
  15. P. P. Gorbyk, L. B. Lerman, A. L. Petranovska, S. P. Turanska, and Ie. V. Pylypchuk, Fabrication and Self-Assembly of Nanobiomaterials, Applications of Nanobiomaterials (Ed. A. Grumezescu) (Elsevier: 2016), p. 289. Crossref
  16. M. V. Abramov, A. P. Kusyak, O. M. Kaminskiy, S. P. Turanska, A. L. Petranovska, N. V. Kusyak, and P. P. Gorbyk, Horizons in World Physics (Ed. A. Reimer) (New York: Nova Science Publishers: 2017), p. 1.
  17. П. П. Горбик, А. Л. Петрановская, М. П. Турелик, Н. В. Абрамов, С. П. Туранская, Е. В. Пилипчук, В. Ф. Чехун, Н. Ю. Лукьянова, А. П. Шпак, А. М. Кордубан, Химия, физика и технология поверхности, 2, № 4: 433 (2011).
  18. П. Горбик, С. Покутний, Современные проблемы физики и химии поверхности: Магниточувствительные нанокомпозиты с функциями нанороботов и атомоподобные наноструктуры (Palmarium Academic Publishing: 2013).
  19. І. В. Уварова, П. П. Горбик, С. В. Горобець, О. А. Іващенко, Н. В. Ульянченко, Наноматеріали медичного призначення (Pед. В. В. Скороход) (Київ: Наукова думка: 2014).
  20. E. E. Carpenter, J. Magn. Magn. Mater., 225: 17 (2001). Crossref
  21. R. Hergt, R. Hiergeist, I. Hilger, W. A. Kaiser, Y. Lapatnikov, S. Margel, and U. Richter, J. Magn. Magn. Mater., 270: 345 (2004). Crossref
  22. J. P. Fortin, C. Wilhelm, J. Servais, C. Menager, J. C. Bacri, and F. Gazeau, J. Am. Chem. Soc., 129: 2628 (2007). Crossref
  23. M. C. Bautista, O. Bomati-Miguel, X. Zhao, M. P. Morales, T. Gonzalez-Carreno, R. P. Alejo, J. Ruiz-Cabello, and S. Veintemillas-Verdaguer, Nanotechnology, 15: S154 (2004). Crossref
  24. L. Levy, Y. Sahoo, K. Kyoung-Soo, J. E. Bergey, and P. Prasad, Chem. Mater., 14: 3715 (2002). Crossref
  25. Н. В. Борисенко, В. М. Богатырев, И. В. Дубровин, Н. В. Абрамов, М. В. Гаевая, П. П. Горбик, Физико-химия наноматериалов и супрамолекулярных структур (Ред. А. П. Шпак, П. П. Горбик) (Киев: Наукова думка: 2007), т. 1, с. 394.
  26. S. Mornet, S. Vasseur, F. Grasset, P. Veverka, G. Goglio, A. Demourgues, J. Portier, E. Pollert, and E. Duguet, Prog. Sol. St. Chem., 34: 237 (2006). Crossref
  27. A. L. Petranovska, N. V. Abramov, S. P. Turanska, P. P. Gorbyk, A. N. Kaminskiy, and N. V. Kusyak, J. Nanostruct. Chem., 5: 275 (2015). Crossref
  28. N. V. Abramov, S. P. Turanska, A. P. Kusyak, A. L. Petranovska, and P. P. Gorbyk, J. Nanostruct. Chem., 6: 223 (2016).
  29. D.-X. Chen, N. Sun, and H.-C. Gu, J. App. Phys., 106: 063906 (2009). Crossref
  30. Н. В. Абрамов, П. П. Горбик, Поверхность, вып. 4(19): 246 (2012).
  31. S. Сoper, J. Magn. Magn. Mater., 225: 79 (2001). Crossref
  32. P. Sahoo, Probability and Mathematical Statistics (University of Louisville: 2013).
  33. Б. М. Берковский, В. Ф. Медведев, М. С. Краков, Магнитные жидкости (Москва: Химия: 1989).
  34. Ю. Г. Фролов, Курс коллоидной химии (Москва: Химия: 1989).
  35. Г. Б. Бокий, Кристаллохимия (Москва: Наука: 1971).
  36. B. Kundu, D. Ghosh, M. K. Sinha, P. S. Sen, V. K. Balla, N. Das, and D. Basu, Ceramics International, 39: 9557 (2013). Crossref
  37. В. Э. Орел, А. Д. Шевченко, Г. П. Богатырева, О. В. Лещенко, А. В. Романов, А. Ю. Рыхальський, И. И. Дзятковская, Н. А. Николов, Н. Н. Дзятковская, И. Б. Щепотин, Сверхтвердые материалы, № 3: 42 (2012).
  38. П. П. Горбик, Н. В. Абрамов, А. Л. Петрановская, М. П. Турелик, Е. В. Пилипчук, Е. И. Оранская, А. А. Кончиц, Ю. Б. Шевченко, Поверхность, вып. 3(18): 287 (2011).
  39. Y. D. Yao, Y. Y. Chen, and C. M. Hsu, Nanostruct. Mater., 6, Nos. 5–8: 933 (1995). Crossref
  40. Таблицы физических величин: Справочник (Ред. И. К. Кикоин) (Mосква: Атомиздат: 1976).
  41. T. Kim, L. Reis, K. Rajan, and M. Shima, J. Magn. Magn. Mater., 295: 132 (2005). Crossref
  42. Н. В. Абрамов, Поверхность, вып. 6(21): 241 (2014).
  43. М. И. Шлиомис, УФН, 112, вып. 3: 427 (1974).
  44. В. Е. Фертман, Магнитные жидкости (Минск: Высш. шк.: 1988).
  45. M. Thakur, K. De, S. Giri, S. Si, A. Kotal, and T. K. Mandal, J. Phys.: Cond. Matt., 18, No. 39: 9093 (2006). Crossref
  46. С. В. Вонсовский, Магнетизм (Москва: Наука: 1971).
  47. Я. Г. Дорфман, Магнитные свойства и строение вещества (Москва: ГИТТЛ: 1955).
  48. J. M. Soares, F. A. O. Cabral, J. H. de Araújo, and F. L. A. Machado, Appl. Phys. Lett., 98: 072502 (2011). Crossref
  49. С. П. Губин, Ю. А. Кокшаров, Г. Б. Хомутов, Г. Ю. Юрков, Успехи химии, 74, № 4: 539 (2005).
  50. С. А. Непийко, Физические свойства малых металлических частиц (Киев: Наукова думка: 1989).
  51. Р. Розенцвейг, Феррогидродинамика (Москва: Мир: 1989).
  52. Magnetic Fluids and Applications: Handbook (Eds. B. Berkovski and V. Bashtovoy) (Wallingford: Begell House: 1996).
  53. M. Magalhães, A. M. Figueiredo Neto, A. Bee, and A. Bourdon, J. Chem. Phys., 113: 10246 (2000). Crossref
  54. С. Такетоми, С. Тикадзуми, Магнитные жидкости (Москва: Мир: 1993) (пер. с яп.).
  55. Handbook of Magnetic Materials. V. 2 (Ed. E. P. Wohlfarth) (North-Holland Publishing Company: 1980).
  56. П. П. Горбик, А. Л. Петрановська, М. П. Турелик, С. П. Туранська, О. А. Васильєва, В. Ф. Чехун, Н. Ю. Лук’янова, А. П. Шпак, О. М. Кордубан, Нанокапсула з функціями наноробота: Патент України № 99211. А61К 9/51, 47/02, 39/44, 45/06, 35/00 (Опубл. 25.07.2012, бюл. № 14).
  57. Л. С. Семко, П. П. Горбик, С. В. Хуторний, Спосіб одержання магнітного шаруватого матеріалу: Патент України № 100210. В32В 5/16 (Опубл. 26.11.2012, бюл. № 22).
  58. П. П. Горбик, А. Л. Петрановська, М. В. Абрамов, М. П. Турелик, Є. В. Пилипчук, О. А. Васильєва, Магнітна рідина: Патент України № 78448. H01F 1/28, C01G 49/08 (Опубл. 25.03.2013, бюл. № 6).
  59. Б. Є. Патон, П. П. Горбик, А. Л. Петрановська, М. П. Турелик, М. В. Абрамов, О. А. Васильєва, В. Ф. Чехун, Н. Ю. Лук’янова, Магнітна протипухлинна рідина: Патент України № 78473. H01F 1/28, A61K 47/02, C01G 49/08 (Опубл. 25.03.2013, бюл. № 6).
  60. В. Ф. Чехун, Н. Ю. Лук’янова, П. П. Горбик, І. М. Тодор, А. Л. Петрановська, Н. В. Бошицька, І. В. Божко, Протипухлинний феромагнітний нанокомпозит: Патент України № 112490. A61K 33/26, H01F 1/44, B82У 5/00 (Опубл. 12.09.2016, бюл. № 17).
  61. Протипухлинний нанокомпозит «Фероплат». http://files.nas.gov.ua/NASDevelopmentsBook/PDF/0760.pdf
  62. Н. Ю. Лук’янова, Експериментальне обґрунтування ефективності використання феромагнітного нанокомпозиту у подоланні резистентності пухлинних клітин до цисплатину (Автореф. дис. … докт. біол. наук) (ІЕПОР ім. Р. Є. Кавецького НАН України) (Київ: 2015).
  63. П. П. Горбик, М. В. Абрамов, А. Л. Петрановська, М. П. Турелик, О. А. Васильєва, Тимчасовий технологічний регламент на виробництво речовини «Магнетит-У»: Свідоцтво про реєстрацію авторського права № 46056 ТТР 03291669.012:2012 (Опубл. 07.09.2012).
  64. Ie. V. Pylypchuk, M. V. Abramov, A. L. Petranovska, S. P. Turanska, T. M. Budnyak, N. V. Kusyak, and P. P. Gorbyk, Selected Proceedings of the 5th International Conference Nanotechnology and Nanomaterials (NANO2017) (August 23–26, 2017, Chernivtsi, Ukraine) (Springer Proceedings in Physics: 2017), p. 214.
  65. С. В. Горобець, О. Ю. Горобець, П. П. Горбик, І. В. Уварова, Функціональні біо- та наноматеріали медичного призначення (Кондор: 2018).
  66. Є. В. Пилипчук, П. П. Горбик, Поверхность, вып. 6(21): 150 (2014).
  67. П. П. Горбик, А. Л. Петрановская, Е. В. Пилипчук, Н. В. Абрамов, Е. И. Оранская, А. М. Кордубан, Хімія, фізика та технологія поверхні, 2, вип. 4: 385 (2011).
  68. Е. В. Пилипчук, А. Л. Петрановская, П. П. Горбик, Наноструктур. материаловедение, № 3: 47 (2012).
  69. П. П. Горбик, А. Л. Петрановська, Є. В. Пилипчук, О. А. Васильєва, Магнітокерований нейтронозахватний матеріал: Патент на корисну модель України № 94729. А61К 51/00, B01J 20/06 (Опубл. 25.11.2014, бюл. № 22).
  70. П. П. Горбик, А. Л. Петрановська, Є. В. Пилипчук, М. В. Абрамов, О. А. Васильєва, В. Б. Молодкін, М. П. Куліш, О. П. Дмитренко, Магніточутливий нейтронозахватний нанокомпозитний матеріал: Патент на корисну модель України № 91910. А61К 49/00, 51/00 (Опубл. 25.07.2014, бюл. № 14).
  71. П. П. Горбик, М. В. Абрамов, А. Л. Петрановська, Є. В. Пилипчук, О. А. Васильєва, Свідоцтво № 58159 на ТТР (технологічний регламент) 03291669.017:2014 на виробництво магнітної рідини (Опубл. 20.01.2015).
  72. П. П. Горбик, А. Л. Петрановська, М. В. Абрамов, С. П. Туранська, Є. В. Пилипчук, Н. М. Опанащук, М. П. Куліш, О. П. Дмитренко, Т. О. Буско, О. Л. Павленко, С. В. Горобець, Н. К. Захарчук, Нанокомпозитний матеріал: Патент на корисну модель № 126159. А61К 47/02, B82B 1/00, B82Y 5/00 (Опубл. 11.06.2018, бюл. № 11/2018).
  73. П. П. Горбик, Н. В. Кусяк, А. Л. Петрановська, О. І. Оранська, М. В. Абрамов, Н. М. Опанащук, Хімія, фізика та технологія поверхні, 9(2): 176 (2018).
  74. П. П. Горбик, А. Л. Петрановська, М. В. Абрамов, Свідоцтво № 79846 на ТТР (технологічний регламент) У 20.5-03291669-002:2018 на виробництво магнітної рідини, що містить цисплатин (Опубл. 20.06.2018).
  75. А. П. Кусяк, С. П. Туранська, М. Х. Нгуєн, П. П. Горбик, Поверхность, вып. 9(24): 211 (2017).
  76. М. В. Абрамов, А. П. Кусяк, О. М. Камінський, С. П. Туранська, А. Л. Петрановська, Н. В. Кусяк, В. В. Туров, П. П. Горбик, Поверхность, вып. 9(24): 165 (2017).
  77. Цільова комплексна програма фундаментальних досліджень «Наноструктурні системи, наноматеріали, нанотехнології» (Київ: 2010).
  78. П. П. Горбик, М. П. Турелик, С. В. Горобець, О. Ю. Горобець, І. В. Дем’яненко, Біофункціоналізовані наноматеріали і нанокомпозити. Наукові основи та напрями застосування. Електронний навчальний посібник. Свідоцтво НМУ № Е 12/13-090 від 21.02.2013, протокол № 6.
  79. Л. П. Сторожук, Синтез та властивості поліфункціональних магніточутливих нанокомпозитів (Автореф. дис. … канд. хім. наук) (Київ: Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України: 2007).
  80. М. П. Турелик, Хімічне конструювання наноструктур з функціями медико-біологічних нанороботів (Автореф. дис. … канд. хім. наук) (Київ: Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України: 2012).
  81. Є. В. Пилипчук, Синтез та властивості магніточутливих гадолінійвмісних нанокомпозитів (Автореф. дис. … канд. хім. наук) (Київ: Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України: 2013).
  82. О. М. Камінський, Адсорбційна іммобілізація цис-дихлордіамінплатини та йонних форм важких металів наноструктурами з різною природою поверхні (Автореф. дис. … канд. хім. наук) (Київ: Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України: 2018).
  83. А. П. Кусяк, Адсорбційна активність поверхні в концепції багаторівневих нанокомпозитів з функціями нанороботів (Автореф. дис. … канд. хім. наук) (Київ: Інститут хімії поверхні ім. О. О. Чуйка НАН України: 2018).

© 2013–2017 «ИМФ НАН Украины»