Фототермические эффекты при лазерном нагреве золотых наностержней в суспензиях и в привитых опухолях в экспериментах in vivo

Исследованы фототермические эффекты при лазерном облучении водных суспензий золотых наностержней в экспериментах in vitro и привитой мышам карциномы Эрлиха после внутривенного введения золотых наностержней размером 40 × 10 нм с плазмонным резонансом на длине волны 810 нм в экспериментах in vivo. Покрытые полиэтиленгликолем наночастицы через сутки после введения накапливались в опухоли в концентрации, примерно в три-четыре раза большей, чем в здоровой мышечной ткани. При достигнутых в результате пассивного накопления концентрациях наночастиц в опухоли (4 мкг на 1 г опухоли) эффективность её нагрева была выше, чем в водных растворах с той же концентрацией наночастиц. Обсуждаются возможные причины данного эффекта, включая различие в теплофизических параметрах воды и биоткани, агрегацию наночастиц в тканях, влияние многократного рассеяния в биоткани и неоднородность накопления частиц в опухоли. С использованием метода Монте-Карло для моделирования многократного рассеяния света показано, что существуют соотношения коэффициентов рассеяния биоткани и коэффициентов поглощения наночастиц, при которых доля поглощенных фотонов в ткани выше, чем в прозрачной среде. Сделан вывод о том, что режим гипертермии менее эффективен для противоопухолевой терапии, чем термическое повреждение за счет быстрого кратковременного нагрева тканей до температуры деструкции.