未来产业

科学家通过加热磁性纳米粒子团簇来杀死癌细胞

这种实验性癌症治疗被称为磁热疗,已经在涉及前列腺癌和脑癌患者的临床试验中进行了安全性和可行性测试。

据外媒New Atlas报道,科学家们正在探索改善癌症治疗的各种方法,其中一些方法更加经得起考验,而其他方法则在实验的最后阶段。利用磁力加热肿瘤内的纳米颗粒以摧毁附近的癌细胞肯定属于后者,但科学家们现在报告了这一领域的一个令人兴奋的进展,并在小鼠身上取得了一些有希望的早期结果。

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这种实验性癌症治疗被称为磁热疗,已经在涉及前列腺癌和脑癌患者的临床试验中进行了安全性和可行性测试。美国食品和药物管理局(FDA)还对可以帮助解决问题的设备给予特殊豁免,但目前的技术仍存在一些局限性。

目前的方法是使用注射器将磁性纳米颗粒直接注射到易于接近的肿瘤中。在这里,在癌性生长过程中,这些颗粒暴露在交变磁场中,将其加热到约100°F(38°C)的温度,这可能导致癌细胞死亡。

这显示出作为一种帮助治疗某些类型癌症的方法的希望,但那些不起眼的注射器无法达到的范围呢?俄勒冈州立大学的科学家们一直致力于开发一种解决方案,使这些磁性颗粒能够通过腹部静脉输送,但仍会在肿瘤中积聚,从而将其他癌症类型纳入磁热疗范围。

“我们的目标是开发一种有效的纳米递送系统,可以提供磁性纳米粒子,因此它们可以在全身给药后为肿瘤产生有效温度,”研究作者、制药科学副教授Olena Taratula向New Atlas解释道。

Taratula和她的同事不是依靠单个纳米粒子来完成这项工作,而是着手了解当他们将这些纳米粒子组合在一起时会发生什么。他们的设计包括由氧化铁制成的六角形纳米颗粒簇,掺杂有钴和锰并填充到可生物降解的纳米载体中。然后研究小组对患有卵巢肿瘤的小鼠进行了测试,并通过腹部输送。

“我们静脉注射这些磁性纳米粒子,结果表明纳米团簇通过被动靶向或EPR效应在肿瘤中有效积累,”Taratula表示。“我们通过使用特定形状并将其与其他金属掺杂,改善了输送系统以及磁性纳米粒子产生热量的能力。”

科学家需要将足够的纳米颗粒带到肿瘤部位以产生所需的热量,但为了患者的安全,他们一次只能给予低水平的纳米颗粒。在他们的新纳米团簇中,他们相信他们已经找到了一个最佳并且能发挥作用的正确工具。

“我们证明,在安全的交变磁场存在下,小鼠体内递送的纳米团簇将肿瘤内温度提升至44°C(111°F),并且在重复注射纳米团簇后可以达到所需的温度,” Taratula解释道。“最后,动物研究验证了纳米团簇介导的体温过高可显著抑制皮下卵巢肿瘤的生长。”

“有许多尝试开发纳米粒子,这些纳米粒子可以安全剂量全身给药,并且仍允许肿瘤内足够高的温度,”Taratula说道。“我们的新型纳米平台是治疗难以接受的磁疗热疗肿瘤的里程碑。这是一个概念证明,纳米团簇可能会被优化以获得更高的加热效率。”

该研究发表在《ACS Nano》杂志上。

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