近日,大连理工大学运载工程与力学学部工程力学系吴承伟教授研究团队在肿瘤治疗纳米磁性材料研究方面取得重要突破,研究成果发表在国际著名期刊《Nanoscale》,并被选为第当期的封面论文。
研究发现肿瘤细胞在40-45℃会凋亡,而正常细胞温度耐受性一般要高4-5℃。利用正常细胞与肿瘤细胞的耐热性差异,人们尝试将磁性纳米颗粒流体材料注入到肿瘤组织,通过外加交变磁场使磁性纳米颗粒产热,通过控制温度,达到杀伤肿瘤细胞而不对正常细胞造成明显的损伤。由于纳米颗粒磁感应热疗技术兼具毒副作用小、靶向性高、可重复治疗等优点,成为近年材料、医学、力学、物理等交叉领域研究的热点。但是,由于传统的磁性纳米材料在磁场下会不断升温,给磁热疗技术临床安全可靠应用带来了挑战,热疗需要通过复杂、昂贵的测温控温系统实现热疗温度的控制。如何实现热疗中肿瘤组织局部温度的精准监测和控制已经成为该技术临床应用的一个突出瓶颈问题。
吴承伟教授研究团队通过调控材料的组成和制备工艺,研发了一种新型“自控温开关”,利用材料的磁学特性实现磁感应热疗温度的自动准确控制,热疗极限温度可以根据需要控制在任意温度(30-70℃)。当温度高于设定治疗温度,这种“开关”会自动关闭,停止加热;当温度低于设定治疗温度,“开关”会自动开启,开始加热,通过“开关”的自动“开-关”循环转换,将肿瘤局部温度精准的控制在设定的治疗温度。这种新型“开关”的使用,不但可避免在肿瘤磁热疗过程使用复杂、昂贵的测温、控温系统,而且实现了自动、安全、精准控温。