A pesquisa foi publicada na Laser and Photonics Reviews ( "Aquecimento e termometria em nanoescala totalmente a³ptica com nanoparta­culas dielanãtricas ressonantes para liberação controlada de medicamentos em células vivas" ).

Atualmente, existem medicamentos anticâncer que podem efetivamente tratar tumores malignos. Lamentavelmente, eles afetam não apenas células e tecidos malignos, mas também os sauda¡veis. Portanto, são necessa¡rias novas abordagens para o tratamento do ca¢ncer.

Um manãtodo poderoso para superar a barreira mencionada éa administração de medicamentos com micro e nanoparta­culas que possibilitam o acaºmulo de grandes quantidades de medicamentos pra³ximos a  regia£o do tumor, com uma concentração sistemica ma­nima desses medicamentos altamente ta³xicos no organismo como um todo.

Outra vantagem das nanoparta­culas de a³xido de ferro éque ele não éapenas um nanoaquecedor eficiente, mas também um nanoterma´metro local. Isso significa que vocêpode controlar a temperatura ao aquecer aspartículas, evitando o superaquecimento de células e tecidos sauda¡veis.

"Testamos nossos sistemas in vitro em células-tronco e tumorais. As células-tronco foram usadas como modelo de células sauda¡veis ​​no experimento e as células tumorais como modelo de células doentes. Como resultado, o medicamento antitumoral afetou o tumor células irradiadas com laser, e quase nenhuma toxicidade foi observada em células sauda¡veis.As células de controle também sobreviveram ao experimento, o que significa que as células tumorais morreram como resultado da liberação do medicamento. sistemas para entrega de medicamentos acionados opticamente ", diz Mikhail V. Zyuzin.

Os sistemas de administração de medicamentos também podem ser usados ​​como nanoterma´metros locais, o que os torna multifuncionais.

"Nesse caso, nanoparta­culas, tanto como conversores de luz em calor quanto em terma´metro. O ponto aqui éque émuito difa­cil medir a temperatura em áreas tão pequenas. Por exemplo, existem manãtodos que utilizam corantes que queimam e param de funcionar." dando luz a uma temperatura especa­fica. Mas o problema éque a única coisa que podemos entender éque, se a temperatura for mais alta ou mais baixa que algum valor especa­fico, sim ou não. Nãoobteremos detalhes. Por outro lado, nanoparta­culas semicondutoras podem absorver eficientemente a luz e convertaª-la em calor.Por isso, a frequência de oscilação de sua rede cristalina muda levemente, e a luz comea§a a se dissipar de uma maneira diferente. parta­cula, bem como ver esses dados em um espectra´metro ",explica George Zograf.

Em 2017, George Zograf, um estudante de doutorado na Faculdade de Fa­sica e Engenharia da ITMO, sob a orientação do professor Sergei Makarov, publicou um trabalho cienta­fico dedicado ao aquecimento induzido por a³tica e medição simulta¢nea de temperatura de nanoparta­culas semicondutoras ressonantes. Algum tempo depois, Mikhail V. Zyuzin, pesquisador da Faculdade de Fa­sica e Engenharia da ITMO, especialista em pesquisa biofa­sica, se juntou a  equipe. Sua ajuda tornou possí­vel aplicar os efeitos que George e Sergei estudaram anteriormente nas áreas de biologia e medicina, nomeadamente na administração de medicamentos.

Uma equipe internacional de fa­sicos, químicos e bia³logos realizou um estudo interdisciplinar no campo da liberação não invasiva de medicamentos encapsulados em ca¡psulas de pola­mero sob radiação a³ptica. Os cientistas da Universidade ITMO foram responsa¡veis ​​pela sa­ntese e caracterização a³ptica de nanoparta­culas de a³xido de ferro, bem como ca¡psulas de pola­mero. Seus colegas franceses ajudaram na caracterização estrutural de materiais sintetizados. Pesquisadores chineses ajudaram a visualizar o processo de liberação de compostos bioativos de ca¡psulas sob irradiação a laser. Finalmente, pesquisadores da Universidade Manãdica do Estado de Pavlov, em Sa£o Petersburgo, realizaram experimentos sobre a administração de um medicamento anticâncer em células tumorais prima¡rias.

Os pesquisadores planejam continuar seu trabalho e desenvolver seus resultados atuais. Eles tem planos para realizar ensaios pré-clínicos em animais in vivo no pra³ximo ano.