沪上专家通过磁感应可编程ROS开拓磁力热协同肿瘤治疗新模式

2020
05/11

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专科有道
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深层肿瘤根除有了物理与生化协同治疗的新方法。

磁场是一种安全且时空可控的物理手段。基于磁感应物质耦合外加磁场对细胞进行程序化调控,有望为肿瘤提供一种简单又有效的治疗手段。如何兼顾磁物理治疗的有效性和安全性是其临床转化面临的巨大挑战。

同济大学医学院及附属东方医院成昱教授团队结合应用于临床的高频磁热治疗,发现基于铁氧体材料的微磁力和磁热可协同程序化调控肿瘤细胞活性氧(reactive oxygen species, ROS)的产生,实现了磁力热双物理治疗(mechanical-thermal induction therapy, MTIT),为深层肿瘤根除提供了物理与生化协同治疗的新方法。

图说:磁力热疗(MTIT)调控肿瘤细胞内ROS示意图

该工作于2020年5月9日在线发表于Advanced Science杂志。论文的第一作者是博士研究生吴交交,通讯作者是同济大学医学院及附属东方医院成昱教授。

此项研究以60 nm锌掺杂氧化铁纳米方块为磁感应平台,耦合双频率外部磁场的精准调控,分两个阶段介导肿瘤细胞内活性氧的程序化上调。第一阶段是超低频磁力增敏,磁性材料在15 Hz旋转磁场下产生的力及力矩破坏细胞亚细胞结构,调控细胞内的ROS水平,提高肿瘤细胞对热的敏感性;第二阶段是高频磁热治疗,磁性材料在375 kHz交变磁场下产生的热对肿瘤细胞的ROS进一步调控,从而实现低热(42-43.5 ℃)治疗,确保MTIT的有效性及安全性。在脑胶质瘤和乳腺癌动物模型中,MTIT达到了令人欣喜的治疗效果。

“万物之始,大道至简”。这种基于简单的磁感应材料,通过双频磁场的智能调控,兼顾组织穿透深度、有效性及安全性,可实现对细胞的力、热及生化信号的远程调控,为肿瘤治疗提供了更加简单、精准可控的物理治疗方案。

该项目受到同济大学脑与脊髓临床研究中心、附属东方医院的大力支持,并获得了国家自然科学基金、上海市教委科研创新计划重大创新项目、中央高校经费、同济大学教育发展基金、上海蓝十字脑科医院的资助。

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