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。     

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。     

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.     

磁热治疗的最新研究进展

磁热治疗是一种新兴的治疗癌症的方法,其利用磁性材料在高频交变磁场(AMF)下将磁能转换为热能,提高局部病灶部位组织温度(42℃以上),诱导癌细胞凋亡.该治疗方法由于具有无创/微创性、高效性和良好的组织穿透性等优点而受到广泛关注.通过介绍和总结常用磁热材料、磁热增强策略和原理,描述目前磁热治疗的最新研究进展,综述了磁热治疗这一前沿技术在癌症治疗中的潜在应用.     

磁热疗用Fe3O4在交变磁场中的热效应

以肿瘤磁热疗为背景,采用共沉淀法合成了Fe3O4纳米粒子,在63kHz,7kA／m的中频交变磁场中研究其热效应．实验结果表明,Fe3O4磁粒子在交变磁场中有明显的热效应,尼尔驰豫是产热的主要原因,其产热比功率(SAR)与磁场强度的平方成正比,而与Fe3O4粒子的浓度以及分散介质的粘度无关。     

磁热疗预防和治疗再狭窄研究进展

 冠心病是一种严重危害人类健康的心脏病,在中国的发病率和死亡率都呈上升趋势。经皮冠状动脉腔内成形术（PTCA）是治疗冠心病的常用方法,但PTCA术后6个月内血管再狭窄的发生率仍有30%～50%,严重影响了介入治疗的效果。目前,再狭窄的发生机制尚未完全明了。研究表明,再狭窄的机制之一是血管平滑肌细胞的过度增殖。已有研究证明热疗可以抑制血管平滑肌细胞的增殖,从而抑制血管再狭窄。利用外加磁场诱导支架升温抑制再狭窄发生是一种全新的治疗方法。磁热疗可使受热的细胞发生凋亡或细胞凝固性坏死,从而达到抑制组织过度增生的目的。该方法可重复治疗,无须再次手术,可显著减轻患者的痛苦,且对机体无其他不良刺激,是一种比较理想的治疗方法。本文综述了磁热疗对血管平滑肌细胞和内皮细胞的影响及其应用前景。     

肿瘤热疗交变磁场中场强分布测量装置

为了得到热疗用交变磁场场强的空间分布,设计并研制了基于DSP的磁场测量装置.该装置由3个部分构成:交变磁场传感器、感应电压信号处理采集模块和线圈传感器的三轴运动导轨.交变磁场传感器由面积很小的单匝线圈构成,相对较大的磁场分布空间,通过小线圈的磁场可近似视为均匀.线圈测得的磁场信号经过前端处理转化为数字信号.通过三轴运动导轨控制传感器的位置可以得到空间各点的磁场强度信号.由于DSP F2812具有良好的运动控制功能以及片载A/D较高采样的频率,可用来控制整个系统.根据磁场强度的分布可以确定热疗中升温效果最好的空间.     

肿瘤热疗用交变磁场发生器的研制

装置的磁路部分设计成环回形,磁路中的气隙用于产生高频磁场.在励磁线圈中加入铁氧体磁芯显著增强了装置输出的磁场强度;电路部分采用桥式拓扑结构,因而功率变换效率很高.装置的指标为:频率25～120 kHz,磁场强度6～16 kA/m.对磁场强度的测量表明磁场分布均一.使用该装置加热纳米磁性材料,可使其在室温下升温达28 ℃.这些工作为磁流体肿瘤热疗的临床应用提供了参考.     

应用布朗弛豫磁纳米的肿瘤热疗温度测量方法

提出了一种在中高频交流叠加直流磁场的作用下利用磁流体布朗弛豫时间进行温度测量的方法.通过测量交流磁化率得到磁流体的布朗弛豫时间,根据在交直流磁场(交流频率为5~10kHz,磁场为6×10~(-4)T,直流激励磁场为7.5×10~(-4)~30.0×10~(-5) T下布朗弛豫时间与温度的关系模型获得温度信息.构建了交流磁化率的测量系统来获取弛豫时间并用实验实现了温度测量方法,测量的温度误差小于0.15K.该方法可以实现磁纳米粒子在中高频交流激励磁场下的非侵入式的温度测量.     

肿瘤热疗用锰锌铁氧体纳米粒的制备及表征

以硫酸盐为原料, NaOH为沉淀剂制备了一系列MnxZn1-xFe2O4纳米粒(x=0.1,0.3,…,0.9,1.0),对其进行了X-射线衍射分析,证实其为尖晶石型锰锌铁氧体;透射电镜观察其形貌为近似球状;图像分析仪测算其平均粒径为30 nm;并进行了居里温度测定和给定交变磁场下的体外升温、恒温实验,结果显示所制备材料的居里温度随锌含量的增加而降低;在相同介质、相同质量浓度条件下,其相应磁流体体外升温实验所能达到的恒定温度亦随锌含量的增加而降低, 如在磁流体质量浓度为20 g/L时,其恒定时的温度在68～40 ℃之间.实验结果为进一步筛选出适合肿瘤热疗的材料配比及相应的质量浓度提供了理论及实验依据.     

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.     

热学治疗在妇科恶性肿瘤中的应用研究

肿瘤热学治疗生物学机制的研究为妇科恶性肿瘤温热治疗的临床应用提供了理论基础,使之成为继手术、放疗、化疗及免疫治疗等方法后的又一种全新的辅助治疗肿瘤的方法其与化疗、放疗联合应用可产生协同作用,增强化疗、放疗的敏感性．减轻不良反应     

肿瘤热疗用Mn0.5Zn0.5Fe2O4纳米粒的生物相容性

采用MTT实验评价自制Mn0.5Zn0.5Fe2O4纳米粒浸提液体外细胞毒性;溶血实验评价其有无溶血作用和LD50评价其动物急性毒性,微核实验评价其有无致畸、致突变作用等.兔肝脏穿刺注射Mn0.5Zn0.5Fe2O4纳米粒,观察其对兔肝肾等组织和功能的影响.MTT结果显示:该材料对L-929细胞毒性为0～1级;溶血实验中Mn0.5Zn0.5Fe2O4复合纳米粒溶血率为0.104%,远小于5%;昆明小鼠腹腔注射该材料混悬液,其LD50为6.026g/kg,其95%的可信区间为4.78～7.60g/kg.微核实验结果表明: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,而与阳性对照组CTX组相比有明显差异.兔肝脏穿刺注射Mn0.5Zn0.5Fe2O4纳米粒心,肝、脾、肺、肾组织形态和肝、肾等血生化指标均无明显改变.结果表明自制的Mn0.5Zn0.5Fe2O4纳米粒具有良好的生物相容性.     

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...     

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.     

Development and application of tumor-targeting magnetic nanoparticles FA-StNP@Fe2O3 for hyperthermia

Modified magnetic starch nanoparticles （FA-StNP@Fe2O3） were synthesized by conjugating folic acid （FA-PEG-NH2） onto the surface of magnetic starch nanoparticles （StNP@Fe2O3） prepared by reverse microemulsion method. The synthesized FA-StNP@Fe2O3 was investigated by transmission electron microscopy and zeta potential analysis. The average size of its well dispersed particles was 250 nm. The iron concentration of 2 mg/g was detected by phenanthroline method. Placing FA-StNP@Fe2O3 nanoparticles in the alternating magnetic field for 30 min resulted in an increase in the suspension temperature from ambient temperature （37℃） to a value between 42℃ and 43℃. Co-cultured nanoparticles and Hela cell line or normal HUEC-12 cell line, and the biological effects at the cellular level were investigated in the alternating magnetic field using MTT assay, Hochest-PI double staining and flow cytometry analysis. Experimental results showed that FA-StNP@Fe2O3 within acertain concentration range has no obvious effect on cell proliferation. When treated in the magnetic field, apoptosis rate on Hela induced by FA-StNP@Fe2O3 was 13.4%. Prussian blue staining analysis confirmed that the nanoparticles modified with folic acid had improved ability in tumor cell-targeting, and therefore, potential applications in biomedical and magnetocaloric areas. It is expected be applied in tumor targeting therapy in the near future.     

四氧化三铁纳米粒子与癌细胞相互作用的初步研究

用共沉淀法制备了粒径为7．5nm的Fe3O4纳米粒子，并用透射电镜(TEM)观察其形貌为分布均匀的球形．将Fe3O4纳米粒子加入癌细胞株7901和MKN-45的培养液中，培养一段时间后，通过TEM观察细胞的形貌，发现Fe3O4纳米粒子被摄入到癌细胞内，通过原子吸收光谱(AAS)测量了细胞对Fe3O4纳米粒子的摄入量．结果表明，Fe3O4纳米粒子可以逐渐被癌细胞摄入，在癌细胞内达到一定的浓度范围．该研究为利用Fe3O4纳米粒子的磁过热疗法治疗肿瘤提供了细胞层次的实验和理论基础．     

高温对人红细胞的影响

高温用于恶性肿瘤的治疗是近年来颇受重视的工作,但高温处理不可避免地对肿瘤组织周围正常细胞也将产生影响。为了研究高温对正常细胞的影响,本文以人红细胞为实验模型,研究其细胞热损伤的机制。红细胞经不同温度处理二十分钟后,通过扫描电镜和生化分析方法探讨红细胞的形态变化,溶血作用和膜结合酶-乙酰胆碱酯酶、Na·K·Mg-ATP酶活性的变化。结果表明,在本实验条件下细胞形态的改变对高温最敏感:48℃高温处理后,绝大部分细胞变形,50℃保温使溶血显著增加,膜结合酶热变性温度则超过54℃。