"В соответствии с классической теорией Дебая 1923 года "коллективное поведение" частиц описывается суммой реакций каждой из частиц, сложенных в "ансамбль". Компьютерные эксперименты привели профессора Уральского федерального университета Алексея Иванова и профессора Эдинбургского университета Филипа Кэмпа к предположению, что это неверное представление, что частицы постоянно взаимодействуют, влияют друг на друга и их "коллективное поведение" дает особый эффект и не сводится к сумме "индивидуальных" реакций", - говорится в сообщении.
Магнитные наночастицы - частицы магнитных материалов размером 10-15 нанометров в поперечнике (это в сто раз меньше самого тонкого человеческого волоса). Воздействуя на такие частицы внешним магнитным полем, можно с их помощью транспортировать лекарства точно к определенному участку организма. Если поместить такие частицы в специальное вещество, избирательно поглощаемое раковыми клетками, рентген даст более контрастную, яркую, отчетливую картину ткани, пораженной опухолью.
При нагревании раковые клетки погибают быстрее здоровых. Повысить их температуру также можно за счет магнитных наночастиц. В своем исследовании Иванов и Кэмп рассматривали такие наночастицы как незаменимого участника процесса лечения рака, когда опухоль локально нагревают и проводят химиотерапию. Российский ученый отвечал за теоретическое обоснование эксперимента, шотландский - за его практическое исполнение на суперкомпьютере.
В результате эксперимента ученые выявили два максимума нагрева наночастиц под воздействием магнитного поля. Выяснилось, что, если описывать процессы классическими формулами Дебая, не учитывающими взаимодействия частиц, то получатся обратные максимумы по отношению к тем, что были установлены на компьютерной модели, максимально приближенной к реальным условиям. Ученые пришли к выводу, что нагревать пораженный участок нужно на порядок меньше времени, а получаемый эффект при этом будет в два раза больше.
"Если бы мы применили формулы Дебая при расчете периода и интенсивности локального нагрева опухоли, то дали бы противоположный прогноз и необходимого наилучшего эффекта не получили. Наша модель показывает, что в сравнении с классической формулой Дебая максимумы нагрева должны быть на порядок меньше, а получаемый при этом эффект - в два раза больше. Говоря проще, нагревать пораженный участок нужно, к примеру, не 10, а только 5 минут", - сказал Иванов, слова которого приводятся в сообщении.
