磁感应热疗联合内放疗的新型肿瘤治疗技术

 磁感应热疗是一种融合了生物技术、新材料的新型热疗方法,它利用铁磁性物质可在交变磁场下感应升温的物理特性,将毫米级(合金热籽)、微纳米级(磁流体)的铁磁性物质植入到肿瘤组织内进行热疗.磁感应热疗具有靶向性强、升温可控、诊断和治疗同步化等诸多优点,给人类治疗肿瘤带来了新的希望和契机.     

磁感应治疗研究和临床试验

 肿瘤磁感应加温治疗是近年来兴起的一项新型肿瘤治疗技术。该技术利用定位导入肿瘤靶区的磁性介质在交变磁场下的磁化损耗产热,对恶性肿瘤实施磁介导加温治疗。研究表明,肿瘤组织在交变磁场诱导的磁热效应下升温至40～70℃时,靶区沉积的热能作用可特异性杀死癌细胞,抑制癌症复发和转移,并可激发机体的抗癌免疫效应,进一步增强治疗效果,是一种简便易行、安全有效的肿瘤治疗方法。磁感应加温治疗在肿瘤治疗的特异性、靶向性等方面显现出其独特优势,已引起了国内外肿瘤临床治疗界的极大兴趣。本文对实验室近年来开展的基于多种磁性介质的肿瘤磁感应热疗研究进行了综述,主要包括磁感应治疗设备研制、热疗用磁性介质研发和磁热疗生物医学实验研究3个方面。在这些研究的基础上,肿瘤磁感应热疗的临床前实验已经完成,目前已经开展一期临床试验研究。     

细胞内磁热疗研究概述

热疗即加热疗法,是指通过升高肿瘤温度,利用热能杀灭癌细胞和肿瘤组织的一种物理疗法．通过在磁性纳米粒子表面进行各种修饰,提高磁性纳米粒子进入肿瘤细胞的效率及选择性,在体外交变磁场的作用下促使进入细胞内的纳米磁性粒子产热而杀伤肿瘤细胞,这种方法称为细胞内磁热疗．作者就肿瘤细胞内磁热疗的研究进展作一综述．     

磁感应热疗治疗肿瘤研究进展和临床试验

 靶向磁感应治疗癌症在肿瘤治疗方面是一项突破性的技术,该技术基于磁感应热疗（MIH）应用于癌症的治疗,具有广阔的发展前景。德国、美国及日本在该领域的研究已有显著成果,并进入临床试验。中国在该领域经过十多年的探索,一些研究所已进入国际前沿。其中,清华大学在磁感应热疗方面得到了许多成果,尤其是将磁感应热疗系统应用于临床试验。本文概述磁感应热疗用于癌症治疗方面的研究进展。     

抗EV71多克隆抗体偶联的靶向磁性纳米颗粒对病毒的特异性富集

 手足口病是幼儿和儿童常见的一种传染病,严重时会引起患者死亡。EV71病毒（人肠道病毒71型）是引起手足口病的一种主要病毒。为寻求一条快速诊断EV71病毒感染的新方法,将兔抗EV71多克隆抗体,通过戊二醛交联法偶联在氨基硅烷修饰的磁性纳米颗粒表面,获得抗EV71多克隆抗体偶联的靶向磁性纳米颗粒用于EV71病毒的检测。通过酶联免疫、免疫荧光方法证实了抗体耦合在磁性纳米颗粒表面,并通过BCA法测得其耦合的效率为94.1%。采用抗体偶联的磁性纳米颗粒对EV71病毒液中的病毒抗原进行吸附,通过ELISA法检测上清液中病毒含量的变化,并对磁性纳米颗粒表面吸附的病毒进行免疫荧光和核酸PCR检测,证明了抗体偶联的磁性纳米颗粒可以与病毒抗原特异性结合。由于该纳米颗粒同时具有抗体的靶向性和磁性颗粒的磁响应性,对病毒抗原有较好的特异性吸附能力,可以用于低浓度大样本的EV71病毒抗原的富集检测。利用抗体偶联的靶向磁性纳米颗粒,同时具有可在病毒感染的细胞周围特异性富集和磁颗粒可在交变磁场下感应升温的双重功能,将其作为磁感应热疗的靶向介质,有望研制出病毒感染性疾病磁感应热疗的靶向介质,为靶向热疗病毒感染性疾病提供新的尝试。     

磁感应热疗恶性肿瘤技术研究进展

 磁感应热疗恶性肿瘤是一种基于交变磁场辐照磁介质并通过磁感应产热杀死肿瘤病变组织的新兴技术。20世纪60年代,磁感应热疗技术兴起,围绕提高热疗效果、开发兼具多重疗效的磁性介质和优化温度场分布,开展了大量研究工作,取得了显著效果。本文总结了铁磁热籽、磁流体、磁性脂质体、磁性微晶玻璃、磁性骨水泥等的实验研究与临床应用近期进展,指出进一步提高疗效、优化治疗区热场分布中存在的问题。     

肿瘤磁感应治疗计划系统适形热疗方法

磁感应热疗在临床实施时,需要达到适形杀灭肿瘤和保护正常组织的治疗目标,因此要求在术前治疗计划系统中对靶区的温度分布情况进行数值模拟,以指导医生制定合适的治疗计划,确保治疗的安全性和有效性。该文基于VTK/ITK等医学影像开源算法工具包,采用医学CT影像3维重建数据场信息,对磁感应热疗过程中治疗区域内的肿瘤及其周围组织进行可视化和适形分割,以确立治疗靶区和植入热籽;基于电磁学和生物传热学的理论方法,以及肿瘤内的适形热籽排布方案,对治疗时热籽磁热效应产生的能量场分布和热量扩散形成的温度场分布进行理论建模和仿真;并将适形热疗方法实际应用于肿瘤磁感应热疗计划系统中。结果表明:磁感应治疗计划系统的适形热疗方法可以辅助医生直观地分割肿瘤和组织器官,进而准确计算靶区的温度场分布,制定合理的适形热疗计划。     

具有磁感应定向加热肿瘤治疗作用的纳米As2 O3磁性脂质体的制备和表征

在薄膜法制备工艺基础上,采用反复冻融和超声处理、并加明胶分散磁性粒子的改良方法制备纳米As2O3磁性脂质体,然后应用透射电子显微镜、能谱仪、原子荧光光谱仪和图像分析系统等对其特性进行检测.结果所得纳米As2O3磁性脂质体粒径为(190±80) nm,球形或卵球形, 有一个明显磁性核心,As2O3的包封率为53.0%.所以此改良法制备出的纳米As2O3磁性脂质体粒径较小、稳定性好和药物包封率高,有可能作为一种较理想的肿瘤靶向治疗复合载体发挥药物和磁感应加热的联合定向治疗作用.     

肿瘤热疗用Fe3O4磁性纳米粒子的生物相容性研究

研究用于肿瘤热疗的自制Fe3O4磁性纳米粒子的生物相容性.采用MTT试验评价其浸提液体外细胞毒性;溶血试验评价其有无溶血作用;小鼠腹腔注射Fe3O4磁性纳米粒子无菌生理盐水混悬液以测定其LD50;微核试验评价其有无致畸、致突变作用等.MTT结果显示该材料对L-929细胞毒性为0~1级,均属对细胞无毒性范畴;溶血试验中Fe3O4磁性纳米粒子的溶血率为0.514%,远小于5%,表明实验用Fe3O4磁性纳米粒子无溶血作用;昆明小鼠腹腔注射该材料混悬液,其LD50为7.57g/kg体重,其95%的可信区间为6.18~9.27g/kg体重,属实际无毒范畴,且具有较广的安全值范围.微核试验结果表明该材料对小鼠骨髓微核形成率与阴性对照组相比无显著差异,而与阳性对照CTX组相比有显著差异,可以认为该材料无致畸或致突变作用.从实验目前的研究结果来看,自制的Fe3O4磁性纳米粒子具有良好的生物相容性,在肿瘤磁流体热疗方面具有良好的应用前景.     

磁感应热疗联合艾迪对Daudi细胞作用的研究

 为研究磁感应热疗联合艾迪注射液对人淋巴瘤Daudi细胞的作用,首先进行磁性介质对Daudi细胞生物相容性的研究以及磁性介质升温性能的检测,运用CCK-8法测出不同艾迪药物质量浓度对细胞增殖率的影响选出本实验工作浓度,将对数生长期的人淋巴瘤细胞Daudi分别暴露于磁场、艾迪注射液、磁场与艾迪联合作用下,采用流式细胞技术分析各组实验作用下对细胞凋亡、细胞周期的影响。结果表明：本实验选用的不锈钢空心球具有良好的发热效率以及细胞相容性;本研究选用75 mg/mL作为工作浓度;磁感应热疗作用Daudi细胞后,细胞存活率为（78.48±0.95）%,联合艾迪注射液治疗后,细胞存活率为（9.25±2.05）%（P<0.01）;磁感应热疗联合艾迪注射液能够增加细胞凋亡率,而对细胞周期改变不明显。由此可知,磁感应热疗磁性介质应用于淋巴瘤治疗在细胞水平是可行的;磁感应热疗单独使用可以诱导Daudi细胞凋亡,艾迪注射液与其联合应用时能表现出协同抗淋巴瘤细胞作用。     

Heating effect and biocompati bility of bacteri al magnetoso mes as potential materials used in magnetic fluid hyperthermia

Magnetic fluid hyperthermia (MFH) promises to be a viable alternative in the treatment of localized cancerous tumors.The treatment consists of introducing nanoparticles as energy absorbent agents in tu...     

用于高效磁转染的鱼精蛋白修饰的铁氧磁性纳米粒研究

 功能化铁氧磁性纳米粒在生物医学中应用广泛,可用于肿瘤磁感应热疗、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）、药物输送及磁转染等方面。为了探讨鱼精蛋白功能化修饰的铁氧磁性纳米粒的制备及其作为基因载体在体外磁转染中的可行性,采用共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒,经表面氨基化修饰后在其表面偶联鱼精蛋白。利用透射电镜、傅里叶红外光谱仪、zeta电位与粒度分析仪等,对磁性纳米粒进行形态、粒径及zeta电位分析等表征检测。共聚焦显微镜观察磁转染方法转染报告基因绿色荧光蛋白质粒pEGFP-N1进入HepG2细胞的表达,以真核转染试剂vigofect为对照。结果显示,实验中制备的磁性纳米粒粒径10nm左右,在交变磁场下具有良好的升温性能。鱼精蛋白功能化修饰磁性纳米粒后,其zeta电位进一步增大,更利于与DNA有效结合,在HepG2细胞系,其转染pEGFP-N1质粒的效率高于vigofect。研究表明,鱼精蛋白功能化修饰的铁氧磁性纳米粒可作为磁转染的有效载体,由于其同时具备在交变磁场下升温的性能,在基因治疗联合热疗的研究领域具有一定的应用价值。     

磁流体靶向热疗对小鼠胰腺癌的作用

 为探讨磁流体靶向热疗对小鼠胰腺癌的体外和动物治疗作用,利用前期建株的小鼠胰腺腺泡细胞癌株(MPC-83)分别进行体外热疗和动物实验.对MPC-83 进行水浴热疗,分别调热疗温度为37、42、46、50℃,作用30 min,显微镜观察细胞形态变化,流式细胞仪检测凋亡和坏死细胞百分比.选择4 周龄雌性昆明种小鼠,建立MPC-83 胰腺癌皮下肿瘤模型,观察磁流体热疗(46℃和50℃)对荷瘤小鼠的作用及其病理学变化.流式细胞仪检测46℃和50℃热疗细胞凋亡和坏死百分比分别为46.13%、89.33%,与对照组比较,差异具有统计学意义(P<0.05).热疗后第14 天,46℃和50℃热疗组肿瘤生长率分别为-0.64±0.73和-0.72±0.79,与3 个对照组比较,肿瘤生长受到明显抑制(P<0.05).病理学检查示磁流体对照组,在注射磁流体24 h 可见散在的磁性纳米微粒在一定范围内分布于肿瘤细胞之间,部分肿瘤细胞和吞噬细胞吞噬了磁性纳米微粒.热疗14 d 肿瘤完全消失的小鼠皮下组织未见肿瘤细胞,可见皮下残存磁性纳米微粒,被吞噬细胞吞噬.各对照组小鼠瘤体生长旺盛,细胞核浓染分裂,可见病理性核分裂像.磁流体靶向热疗可以达到杀伤胰腺癌细胞的理想温度,能有效抑制MPC-83 胰腺癌生长,延长小鼠生存期.     

基于磁弛豫原理的磁化学传感器研究进展

基于磁性纳米粒子的磁化学传感器是集纳米/微米技术、化学反应、生物技术及核磁共振技术于一体的多学科交叉、多技术集成的传感器.利用这一传感器可以检测各种金属离子、蛋白质、小分子、细菌、病毒、DNA、分子间的相互作用、细胞、肿瘤以及癌症.首先简要概述磁化学传感器的传感原理,然后重点介绍在检测方面的应用.     

应用于肿瘤磁感应热疗技术的磷酸钙磁性骨水泥介质的研究

 磁性骨水泥是一种能兼顾骨修复和肿瘤热疗的新型磁感应热疗介质.为了获得性能优良的磁性骨水泥,本研究选择7 种微米级金属介质,分别对其形貌、升温能力、磁学性能进行筛选,筛选出性能优良的磁性介质.优选出的磁性介质与磷酸钙骨水泥按照不同比例混合,制备出不同配比的磁性骨水泥.通过测试凝固时间、抗压强度、体外升温等指标,进一步确定了磁性骨水泥的最优配比,为其应用提供了实验依据.     

Effect of local hyperthermia induced by nanometer magnetic fluid on the rabbit VX2 liver tumor model

Hyperthermia induced by magnetic nanoparticles is a recent therapeutic approach for local targeting of hyperthermia and thermoablation and is a promising treatment of malignant tumors.The purpose of this study is to evaluate the potential and therapeutic effect of magnetic fluid hyperthermia on the rabbit VX2 liver tumor model.Rabbits bearing liver tumors 14 days after tumor implantation were randomly divided into five groups of 10 cases each,including three control groups and two hyperthermia groups.Hyperthermia was carried out immediately after a single intratumoral injection of uncoated water-based Fe3O4 magnetic fluid under an alternating magnetic field only once as one hyperthermia group and repeated hyperthermia after 5 days as the other treated group.The distribution of magnetic fluid was evaluated by CT scanning.All animals were sacrificed 4 weeks after tumor implantation.The therapeutic effect was determined by tumor size and macroscopic and pathological examination of the liver tumor.The local higher density imaging of intratumoral magnetic fluid deposits compared to the surrounding tissue was clearly observed by CT scanning.Twenty-eight days after tumor implantation,the tumor maximal diameter and tumor volume of two hyperthermia were both significantly less than those of control groups (P＜0.05).Tumor volume inhibition by single or repeated hyperthermia compared to the three control groups was 71.93-79.91% and 92.34-94.46% (P＜0.05),respectively.Under a microscope,coagulation necrosis was observed in the heated area,which had a clear boundary line with the surrounding tissue.The intratumoral distribution of magnetic nanoparticles,especially in the area of necrosis,appeared much more homogenous than in the untreated ones.This study demonstrates that hyperthermia induced by direct intratumoral injection of magnetic fluid can be used safely,and a well-homogenized distribution of high intratumoral temperature without heating adjacent to normal tissue can be achieved.     

磁感应热疗联合125I籽源近距离放疗研究

 磁感应热疗植入合金热籽与放射籽源在尺度上处于同一水平,当热籽和放射籽源同时植入肿瘤组织,热场和辐射将共同作用于肿瘤细胞,提高肿瘤细胞的杀灭作用.本文应用电磁学理论计算射频磁场中热籽和放射籽源的产热功率.并将不同分布的热籽和放射籽源置于磁感应设备射频磁场中,调节磁场参数,观察不同条件下的温升曲线.同时研究了放射籽源在磁感应射频磁场下的升温情况以验证放射籽源的安全性,以及合金热籽与放射籽源混合排布情况下的升温情况以验证联合治疗的有效性.理论计算和实验结果表明,放射籽源在磁感应治疗射频磁场下(50~500kHz)磁热效应不显著,其用于热放疗的安全性得到验证.将放射籽源与热籽混合植入琼脂体模和离体肌肉组织,在介质植入区域内温度均远超过43℃,可实现植入区域内热疗对放疗的增敏作用.