肿瘤主动靶向磁性纳米粒子研究现状及其在肿瘤热疗中的应用

 磁性纳米粒子已广泛应用于肿瘤的成像和治疗,但限制其临床应用的重大障碍是纳米粒子在肿瘤部位不能达到足够的浓度。主动靶向磁性纳米粒子是磁性纳米粒子表面偶联特定的靶向配体,靶向性结合特定的肿瘤细胞。靶向配体的选择是提高主动靶向性的关键。主动靶向性提高了磁性纳米粒子在肿瘤组织内的浓度,减少对正常组织的毒性,从而使其在肿瘤成像与治疗成为可能。磁感应热疗利用磁介质在外加交变磁场的作用下感应发热,是一种新型的具有前景的肿瘤治疗手段。依靠磁性纳米粒子主动靶向性,磁感应热疗将更好地实现细胞内热疗,提高肿瘤治疗的疗效。     

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.     

Fe3O4/碘化油磁流体的制备及其产热性能研究

采用共沉淀法制备出Fe3O4磁性纳米粒子,经油酸表面处理后分散在碘化油中,制成Fe3O4/碘化油磁流体.考察了磁流体的磁性能、稳定性以及产热性能,并通过动物实验研究了其体内产热性能和热疗安全性.结果显示,制备的Fe3O4/碘化油磁流体具有超顺磁性和良好的稳定性,在交变磁场中可产生很强的热效应,其SAR值可达到121W/g.此外,该磁流体可在交变磁场中产生足够的热量使肿瘤升温至热疗温度,同时证明其具有良好的靶向性和热安全性.     

As2O3磁性纳米微球的研制及表征

采用改良的乳化冷冻凝聚法制备As2O3磁性纳米微球,用能谱仪、透射电镜、原子荧光分光光度计、原子吸收分光光度计、图像分析仪和动力渗析系统等进行特性研究.结果显示所制备的As2O3磁性纳米微球近似球形,粒径为(190±50)nm,其中含As2O3(0.659 89±0.42)μg/mg,锰锌铁氧体磁性纳米粒子(69.570 27±0.36)μg/mg,缓释性好.用作微球载体Mn0.4Zn0.6Fe2O4的居里温度为105.407 ℃,其不同浓度的磁流体在高频交变磁场下可升温至43～47 ℃并保持不变. 实验结果表明,采用改良的乳化冷冻凝聚法可以成功制备As2O3磁性纳米微球,并为载药磁性微球及磁流体热疗的研究提供了理论及实验依据.     

磁热温敏复合载药胶束对肿瘤细胞的热化疗协同增效研究

利用单体NIPMA、DMAM合成相转变温度(LCST)为42.5℃的两亲性嵌段共聚物,并自组装得到载有喜树碱(CPT)和磁性纳米粒子Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4的磁热温敏复合载药胶束.对该胶束的细胞毒性等生物学性能和不同条件下疗效差异的机理进行研究,明确了磁热温敏复合载药胶束在不同条件下对肿瘤细胞生长的抑制作用,发现磁热疗和化疗的高效协同效应可增强CPT对肿瘤细胞的细胞毒性.同时对该复合载药胶束的磁热化疗协同增效机理进行了初步研究.     

基于金纳米棒纳米载体的智能释药体系的制备

合成了7-(双十二烷基胺)-4-羟甲基香豆素,通过光敏性的酯键将其引入到纳米载体GNR@SiO_2-DOX@CouC_(12)-HA (GSDCH)中,实现了药物释放的智能控制,制备了具有良好生物相容性与对Hela细胞的靶向性的纳米载体.结果表明:单独的阿霉素与癌细胞共孵育后,Hela细胞的存活率在50%以上;将DOX先载入纳米载体后,细胞存活率低于20%.与仅使用DOX相比,GSDCH结合了热疗和化疗,对Hela肿瘤细胞的治疗效果显著提高,在肿瘤治疗中具有很大的潜力.     

基于反滴加-共沉淀法的水基Fe3O4磁流体制备及性能表征

用化学共沉淀法制备了Fe3O4纳米微粒,并用聚乙二醇(PEG)为表面活性剂进行表面修饰,制备稳定的水基Fe3O4磁流体,考察加料方式、铁盐浓度、表面活性剂用量等条件对Fe3O4纳米微粒粒径的影响,并用红外光谱及X射线衍射表征磁性颗粒的化学成分和晶体结构.结果表明:加料方式是影响产物粒径和磁性的重要因素,反滴法制备的磁流体粒径更小,磁性更强;铁盐浓度越高,磁流体粒径越大;随PEG质量浓度增大,磁流体粒径先减小后增大;n(Fe3+)=n(Fe2+)=0.3 mol/L,c(PEG)=50 g/L为最适宜的反应条件;未经包覆的Fe3O4纳米粒子平均粒径为15 nm,PEG包覆后粒径约为20 nm,呈现出核-壳结构.     

磁流体热疗中超顺磁性磁流体耗散功率

用于磁流体热疗的磁流体多为超顺磁性,热涨落磁后效效应是其在交变磁场下产热的主要原因.文章以磁后效相关公式为基础,利用Shiliomis模型,对Fe3O4磁流体耗散功率进行计算.理论分析结果表明:超顺磁性磁流体具有很高的产热效率,适合用于磁流体热疗;磁场的频率和强度与铁氧体微粒粒径对产热功率影响很大.     

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。     

Hyperthermia by a nitinol stent in an alternating magnetic field:Safety and feasibility in rabbit esophageal cancer

Hyperthermia by heating in-stent is a potentially new method to treat esophageal cancer.This study assessed the safety of heating the rabbit esophagus with a nitinol stent in an alternating magnetic field (AMF) and investigated whether this method offers a therapeutic option for esophageal cancer.Nitinol stents were placed in the cervical esophagi of healthy rabbits,which were heated in an AMF for different times at 43,46 and 50 ℃.The esophagi were histologically examined after a week to observe whether there was transmural necroses.Then esophageal cancer of rabbit placed nitinol stents were heated in an AMF at 46℃ for 10 min.Stents were heated to a target temperature within 5 min.The highest tolerated temperature and time for the healthy rabbit esophagus was at 46℃ for 10 min.Tumor growth was delayed by heating and it was statistically significant.Heating the rabbit esophageal wall at 46℃ for 10 min proves to be safe and effective in delaying tumor growth.     

Thermal ablation versus conventional regional hyperthermia has greater anti-tumor activity against melanoma in mice by upregulating CD4~+ cells and enhancing IL-2 secretion

To determine whether conventional hyperthermia (42-45℃) or ablation therapy (＞50℃) achieves better synergistic effects on direct cytotoxicity and anti-tumor immunity,we compared the therapeutic effects of two hyperthermia temperatures,43 and 55℃,in terms of cytotoxicity and upregulation of immune functions in a mouse malignant melanoma model.Melanoma-bearing mice were treated by directly applying regional hyperthermia to the tumor nodule with a heating light at a temperature of 43℃ for 30 min or 55℃ for 10 min.The tumor growth curve and mice survival rate were observed.To investigate the hyperthermia-induced immunological response,peripheral blood CD4~+ and CD8~+ T cells and the serum IL-2 level were determined.Our results indicated that application of regional hyperthermia at the ablation temperature (such as 55℃) achieved better synergistic anti-tumor effects than did conventional hyperthermia (43℃).Significant increases in the number of peripheral blood CD4~+ T cells and the serum IL-2 level likely contributed to the underlying mechanism.     

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.     

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...     

磁流体热疗设备的三维电磁场模拟

为清楚了解磁流体热疗设备产生的电磁场的分布,本文采用有限元方法对自制的设备原型建立三维模型并进行了优化,计算了该模型在静态和谐态下产生的电磁场的分布,对磁极中间的气隙宽度在20～40mm范围内变化时的磁场强度进行了对比．选取气隙宽度为30mm时计算电磁场的磁场强度、电感和涡流损耗,所得结果与实验测量值完全吻合,验证了模拟计算的可靠性．     

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。     

BSD2000深部热疗联合化疗治疗局部晚期胰腺癌患者的

 为探讨BSD2000 深部相控阵聚能热疗系统(BSD2000)联合化疗治疗局部晚期胰腺癌患者的近期疗效、疼痛及生活质量改善和不良反应, 收集2009 年10 月至2014 年10 月在北京医院肿瘤内科确诊的30 例局部晚期胰腺癌患者, 给予化疗同时联合局部热疗的治疗方法(联合组), 同时选取同期住院治疗30 例局部晚期胰腺癌患者, 仅给予单纯化疗作为对照组(化疗组), 评估两组治疗效果及不良反应, 观察两组在生活质量及疼痛改善方面有无差异。结果显示, 联合组和化疗组的有效率和疾病控制率分别为10%、6.7%和83%、76%, 两组相比无统计学差异(P＞0.05), 联合组治疗后疼痛及生活质量的改善均明显优于化疗组, 差异具有统计学意义(P<0.05)。骨髓抑制和胃肠道反应是最常见的不良反应, 两组相比发生率无明显差异(P＞0.05), 热疗与化疗联合并不增加毒副反应,两组均无严重不良反应发生。结果表明, 在化疗基础上联合热疗可以明显减轻疼痛症状, 提高患者的生活质量, 且治疗简单, 副作用较小, 临床可操作性好, 值得推广。     

超声造影观察小鼠两种皮下移植瘤的血管生成

目的 应用高频小动物超声观察人 BT-B 膀胱癌和人 Huh7 肝癌两种皮下移植瘤的血管生成情况,探讨超声 造影评价肿瘤血管生成情况的价值。 方法 采用皮下注射建立人 BT-B 膀胱癌和人 Huh7 肝癌两种皮下移植瘤模 型,采用高频小动物超声成像系统的多种超声模式观察两种肿瘤内部结构和血管特性;采用探头式活体激光共聚 焦观察肿瘤的小血管数量和大小;采用免疫组化法观察肿瘤的血管标志物 CD31 表达,计算微血管密度。 结果 两 组裸鼠均成功荷瘤。 B 超模式显示 Huh7 与 BT-B 皮下瘤均为不均质低回声结节;彩色多普勒模式及频谱多普勒模 式显示 BT-B 皮下瘤血流信号和血流速度多于 Huh7 皮下瘤;超声造影显示 Huh7 肝癌组血管分布紊乱,BT-B 膀胱 癌组血管分布呈“分支状” ,与探头式活体激光共聚焦结果及病理结果一致。 超声造影参数峰值强度( PI) 与 MVD 呈正相关( r = 0. 844,P<0. 05) 。 结论 超声造影可以更好地显示肿瘤血管的分布情况,且 PI 与病理 MVD 呈正相 关,可提示肿瘤血管的增殖情况,可以作为无创评价肿瘤血管生成的可靠方法。     

加热对血管平滑肌细胞的影响实验研究

 为支架磁感应热疗预防和治疗PTCA术后血管再狭窄提供基础研究数据,对临床常用的316L型不锈钢冠脉支架进行磁感应诱导升温,探讨加热对兔血管平滑肌细胞（VSMCs）的增殖、迁移、凋亡及周期的影响。将平滑肌细胞置于恒温水浴槽中,待其达到预定温度（43、47℃）后持续10min,观察细胞形态变化,采用MTT法检测加热对血管平滑肌细胞增殖活性的影响,流式细胞术检测VSMC细胞周期和细胞凋亡,划痕实验检测加热对细胞迁移能力的影响,免疫细胞化学法检测不同温度作用后血管平滑肌细胞中增殖细胞核抗原（PCNA）的表达。结果发现,支架在交变磁场下可以升温至热疗所需温度,加热后细胞增殖受到了显著抑制,43℃组细胞存活率为（83.23±2.87）%,47℃组细胞存活率仅为（37.58±0.78）%。细胞的凋亡率显著增加,47℃组细胞凋亡率为（87.37±2.95）%,与对照组相比具有极显著差异,而43℃组的凋亡率为（6.00±0.26）%,与对照组相比无统计学差异。细胞周期也受到抑制,被阻滞在S期。加热后随着时间的推移,47℃组细胞的迁移能力受到显著抑制,而加热对43℃组细胞的迁移能力无显著影响。免疫细胞化学检测显示,随着温度的升高,PCNA的表达受到明显抑制。研究表明,临床常用冠脉支架在交变磁场下升温可行。加热显著抑制了细胞的增殖并促进了细胞凋亡,使细胞周期阻滞在S期,且抑制了细胞的迁移。加热能显著抑制细胞PCNA的表达,这些可能是加热抑制细胞增殖和迁移、促进凋亡的机制之一。