За даними Всесвітньої організації здоров'я, злоякісні новоутворення є однією з основних причин смертності населення у світі. Щороку в нашій країні реєструють близько 140 000 нових випадків злоякісних пухлин. Боротьба з ними – одна з найважливіших проблем охорони здоров'я України, актуальність якої визначається постійним зростанням захворюваності населення, труднощами своєчасної діагностики, високою вартістю і складністю лікування тощо.
На сьогодні розглядають різні підходи для боротьби з онкологічними хворобами. Одним з перспективних напрямів є розробка медичних нанотехнологій. Але незважаючи на велику кількість досліджень, спрямованих на вдосконалення методів візуалізації та лікування злоякісних пухлин, сучасній медицині бракує міждисциплінарних досліджень, які спиралися б на можливості різних сфер знань – хімії, фізики, матеріалознавства та ін. Це допомогло б визначати взаємозв'язок між різними (квантовим, молекулярним, клітинним, тканинним, органним) рівнями організму людини, що вкрай необхідно для впровадження фундаментальних досягнень у клінічну практику.
Тож на допомогу медикам прийшли науковці Київської політехніки. Зокрема, аспірант кафедри трансляційної медичної біоінженерії факультету біомедичної інженерії Валерій Орел – лікар-радіолог відділення променевої діагностики ДНП "Національний інститут раку". У своїй клінічній роботі він вирішує питання діагностики злоякісних пухлин грудної залози та оцінки ефекту лікування пацієнтів за допомогою методів візуалізації (мамографія, ультразвукове дослідження, магнітно-резонансна томографія). Його наукові керівники професори Олександр Юрійович Галкін і Валерій Еммануїлович Орел задоволені своїм підопічним, адже кількість його публікацій за темою досліджень сягає двох десятків, а h-index дорівнює 5. Нещодавно Валерія Орла удостоєно дворічної стипендії КМ України як автора актуальних науково-технічних розробок. Певна річ, аспірант впроваджує отримані ним інноваційні науково-практичні результати у викладацькій роботі зі студентами. "В онкологічній практиці, – розповідає молодий дослідник, – залишається коло невирішених питань, пов'язаних із впливом протипухлинних препаратів на злоякісну пухлину й навколишні тканини та кількісним комп'ютерним аналізом медичних зображень. До слова, Європейське товариство радіологів (European Society of Radiology) впроваджує методи штучного інтелекту для кількісного комп'ютерного аналізу мамограм та МРТ зображень".
Як видно із заголовка статті, мова йде про нанотехнології. Фахівці-практики вважають нанотехнології мистецтвом. Мистецтвом створювати та оперувати об'єктами з розмірами від часток до сотень нанометрів. А поважні публікації засвідчують, що нанотехнології – це міждисциплінарна галузь фундаментальної і прикладної науки і техніки, що має справу з сукупністю теоретичного обґрунтування, практичних методів дослідження, аналізу і синтезу, а також методів виробництва й застосування продуктів із заданою атомарною структурою шляхом контрольованого маніпулювання окремими атомами і молекулами. Пріоритетним напрямом застосування магнітних рідин на основі наночастинок є медицина і фармакологія.
Дійсно, дослідницька робота молодого вченого зосереджена на використанні магнітних нанотехнологій на основі нанокомплексів оксиду заліза для керованої таргетної (ціле-спрямованої) доставки протипухлинних препаратів до пухлинного вогнища та посилення їхньої дії під впливом зовнішнього електромагнітного поля. "Протипухлинний ефект магнітної нанотерапії засновано на ефектах квантової хімії та біології, що реалізує можливість модуляції кінетики вільнорадикальних реакцій, – пояснює дослідник. – Вільні радикали виступають у ролі сигнальних молекул між пухлиною та її мікрооточенням, їхня дистанційна модуляція приводить до контрольованого окисного стресу та ініціації смерті злоякісних клітин з обмеженим побічним впливом на здорові клітини. Крім того, магнітні нанокомплекси слугують платформою для одночасної діагностики і лікування злоякісних новоутворень, тобто одночасної ініціації протипухлинного ефекту та його оцінки на медичних зображеннях".
Вчені наголошують, що впровадження вітчизняних магнітних нанотехнологій в онкологічну практику потребує взаємодії науковців у галузі матеріалознавства, біомедичної інженерії, медичної фізики, радіології та клінічної онкології. Таким чином, сьогодні провідні фахівці з Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона, Інституту магнетизму, Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова Національної академії наук України, ДНП "Національний інститут раку" Міністерства охорони здоров'я України та факультету біомедичної інженерії КПІ ім. Ігоря Сікорського спільно вирішують ці проблеми для прискорення клінічного впровадження магнітних нанотехнологій у діагностику та лікування злоякісних новоутворень.