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          同濟大學成昱教授團隊開拓磁力熱協同腫瘤治療新模式

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            同濟大學醫學院及附屬東方醫院成昱教授團隊發現,基於鐵氧體材料的微磁力和磁熱可協同程序化調控腫瘤細胞活性氧(reactive oxygen species, ROS)的產生,實現瞭磁力熱物理協同治療(mechanical-thermal induction therapy,MTIT),為深層腫瘤根除提供瞭物理與生化協同治療的新模式。此研究成果5月9日在線發表於Advanced Science雜志。論文的第一作者是博士研究生吳交交,通訊作者是成昱教授。

            早在2000多年前,我們的祖先就發現瞭磁現象。磁場是一種安全且時空可控的物理手段,在生命醫學領域有廣泛應用。磁感應物質可將外加磁場能量轉化為熱能或機械能,有望為腫瘤提供一種簡單又有效的治療手段。如何兼顧磁物理治療的有效性和安全性,是其臨床轉化面臨的巨大挑戰。

            此項研究以60 nm鋅摻雜氧化鐵納米方塊為磁感應器,分兩個關鍵階段接收磁場信號進行腫瘤治療。第一階段是超低頻磁力增敏,磁性材料在15 Hz旋轉磁場下產生類似“渦旋”的機械力破壞細胞亞細胞結構,調控細胞內的ROS水平,提高腫瘤細胞的敏感性;第二階段是高頻磁熱治療,磁性材料在375 kHz交變磁場下產熱,對腫瘤細胞的ROS進一步調控,從而實現低熱(42-43.5 ℃)治療。在腦膠質瘤和乳腺癌動物模型中,采用MTIT治療的小鼠腫瘤完全消失,實現瞭令人欣喜的抗腫瘤治療效果。

          磁力熱療(MTIT)調控腫瘤細胞內ROS示意圖

            醫學專傢表示,萬物之始,大道至簡”,這種基於簡單的磁感應材料,通過雙頻磁場的智能調控,可實現對細胞的力、熱及生化信號的遠程調控,為深層腫瘤治療提供瞭更加簡單、有效的物理治療方案。

            成昱教授團隊紮根微磁力調控的基礎研究和轉化醫學,近年來已分別在Advanced Materials (2018, 2020) 、Advanced Science (2020) 、Small (2020) 、Angewandte Chemie International Edition (2020) 、Theranostics (2017)、Journal of Controlled Release (2016)等重要學術雜志發表一系列論文,並自主研發微磁力調控設備,積極進行微磁力產業化和臨床應用對接。

            此項研究工作得到同濟大學腦與脊髓臨床研究中心、附屬東方醫院的大力支持,並獲得瞭國傢自然科學基金、上海市教委科研創新計劃重大創新項目、中央高校經費、同濟大學教育發展基金、上海藍十字腦科醫院的資助。