ANSTO har bidragit till en omfattande undersökning av en lovande typ av nanopartikel som potentiellt kan användas för svårbehandlade hjärncancer i en kombinerad terapi.

Studien, som leddes av Dr. Moeava Tehei och forskare från University of Wollongong i kombination med kliniska partners, karakteriserat och utvärderat egenskaperna hos nanopartiklar gjorda av lantanmanganit, som var dopade med silveratomer.

Utredarna fann att nanopartiklarna hade potentiell klinisk tillämpning för deras synergistiska effekter för att användas i kombination med strålbehandling, hypertermi (användning av värme för att döda cancerceller) och deras inneboende toxicitet för cancerceller.

Forskningen publicerades i Materialvetenskap och teknik C .

Nanopartiklar är tillräckligt små för att passera blod-hjärnbarriären som förbjuder andra terapier.

Förutom en mängd andra analysmetoder, studier av de magnetiska egenskaperna genomfördes vid ANSTO.

De magnetiska egenskaperna var viktiga eftersom de kunde användas för att få nanopartiklarna till målcancerplatsen och vid magnetisk hypertermibehandling.

Dr. Kirrily Rule, en medförfattare på tidningen, övervakade undersökningar av magnetiska och kemiska förändringar av nanopartiklar av silverdopad lantanmanganit vid två temperaturer på den högupplösta pulverdiffraktometern Echidna vid ANSTOs australiensiska centrum för neutronspridning.

Även om en expert på magnetiskt beteende hos lågdimensionella material med kvantegenskaper, Rule sa att hon var glad över möjligheten att ändra fokus och hjälpa till med medicinsk fysikrelaterad forskning.

Nanopartiklarnas magnetiska beteende vid två temperaturer var viktigt för studien eftersom de magnetiska egenskaperna hos de silverdopade nanopartiklarna ändras vid olika övergångstemperaturer.

Magnetismmätningarna på Echidna utfördes vid 10 grader Kelvin och 300 Kelvin.

Vid cirka 300 grader Kelvin, nära kroppstemperatur, den magnetiska ordningen upphör.

"Det finns en kritisk temperaturregion för hypertermibehandling, sa Rule.

Magnetiseringsresultaten indikerade att nanomaterialet var mer benäget att beställa ferromagnetiskt, och att ordningstemperaturen när de magnetiska momenten anpassades, var högre för en högre andel silver.

"Så, det verkar som att silvret var ansvarigt för de högre övergångstemperaturerna för dessa nanopartiklar, sa Rule.

Det mest lovande provet för hypertermi och cancertoxicitet var lantanmanganit som var dopat med en koncentration på 10 procent silver, eftersom den behöll en nivå av ferromagnetism vid 300 grader Kelvin.

Dock, Dr Tehei sa att dopningen på 5 procent kan visa sig vara den mest intressanta i kombination med strålning på grund av dess selektivitet och cancertoxicitet.

Detta antydde för utredarna att temperaturintervallet för hypertermibehandlingar kunde manipuleras genom att modifiera dopningsprocenten.

Viktigt, de biologiska effekterna av nanopartiklarna och de dopade nanopartiklarna var giftiga för cancerceller men inte de normala cellerna.

Forskningen hjälpte till att klargöra hur de dopade nanopartiklarna dödade cancerceller genom att producera höga nivåer av reaktiv oxidativ stress.