纳米磁性材料在热疗中的研究进展.ppt

纳米磁性材料在热疗中的纳米磁性材料在热疗中的 研究进展研究进展 内容纲要内容纲要一、纳米材料的特性一、纳米材料的特性二、二、磁热疗研究概况磁热疗研究概况三、热疗用磁性材料研究概况三、热疗用磁性材料研究概况四、展望四、展望 一、纳米材料的特性一、纳米材料的特性1.纳米材料纳米材料 通常是指构成物质的基本单元的三维尺寸通常是指构成物质的基本单元的三维尺寸中至少有一维是在中至少有一维是在1-100nm之间的材料。之间的材料。q表面效应表面效应 q量子尺寸效应量子尺寸效应 q小尺寸效应小尺寸效应 q宏观量子隧道效应宏观量子隧道效应 2.纳米材料的特性纳米材料的特性3.3.纳米材料在生物医药方面的应用纳米材料在生物医药方面的应用q纳米药物体系纳米药物体系 q纳米器件在生物医学检测中的应用纳米器件在生物医学检测中的应用 q在临床诊治和康复医学研究中的应用在临床诊治和康复医学研究中的应用 二、磁热疗研究概况二、磁热疗研究概况 肿瘤热疗肿瘤热疗 利用各种物理能量利用各种物理能量(如微波、射频和超声波如微波、射频和超声波等等)所产生的热效应所产生的热效应,使使组织细胞温度升至组织细胞温度升至43以上的治疗温度以上的治疗温度,加速癌加速癌细胞死亡的疗法。细胞死亡的疗法。射频消融射频消融超声聚焦超声聚焦全身热疗全身热疗 1 1.热疗的背景热疗的背景将磁性粒子输送至治疗区将磁性粒子输送至治疗区域，在外加交变磁场的作域，在外加交变磁场的作用下，磁性微粒因磁损耗用下，磁性微粒因磁损耗而发热产生热疗作用的疗而发热产生热疗作用的疗法法。2.磁热疗磁热疗 3.3.磁热疗的优点磁热疗的优点 q组织内靶向组织内靶向性性q热旁观者效应热旁观者效应 q可很好的解决材料的生物相容性问题可很好的解决材料的生物相容性问题q能协同提高肿瘤化疗或放疗的疗效能协同提高肿瘤化疗或放疗的疗效 4.4.磁热疗的类型磁热疗的类型q栓塞磁热疗栓塞磁热疗q脂质体磁热疗脂质体磁热疗q细胞内热疗细胞内热疗q全身磁热疗全身磁热疗 栓塞磁热疗栓塞磁热疗+栓塞疗法磁热疗 栓塞磁热疗栓塞疗法栓塞疗法热碘油或热盐水经导热碘油或热盐水经导管注射以栓塞肝癌的管注射以栓塞肝癌的肿瘤血管肿瘤血管栓塞磁热疗将栓塞和栓塞磁热疗将栓塞和热疗有机的结合起来，热疗有机的结合起来，发挥综合治疗作用，发挥综合治疗作用，提高疗效，还可增强提高疗效，还可增强热疗的靶向性。热疗的靶向性。脂质体磁热疗脂质体磁热疗磁性脂质体磁性脂质体可将可将热疗与化疗结合热疗与化疗结合起来起来 Kubo用含用含10nmFe3O4和尿和尿嘧啶的嘧啶的阿霉素阿霉素加加热治疗热治疗仓仓鼠移植鼠移植瘤骨肉瘤瘤骨肉瘤 细胞内热疗细胞内热疗Jordan等发现等发现癌癌细细胞吸收磁性粒子胞吸收磁性粒子的的量是正常细胞的量是正常细胞的8400倍；倍；含纳米铁磁微粒肿含纳米铁磁微粒肿瘤细胞极易受到磁瘤细胞极易受到磁热疗的杀伤热疗的杀伤 细胞内热疗具有极细胞内热疗具有极佳的靶向性佳的靶向性全身磁热疗全身磁热疗Babincova等将葡聚糖纳米磁性微粒等将葡聚糖纳米磁性微粒注入患者血流进行全身热疗，可以杀注入患者血流进行全身热疗，可以杀死恶性肿瘤细胞。死恶性肿瘤细胞。可用于治疗恶性肿瘤伴全身血行转移可用于治疗恶性肿瘤伴全身血行转移或淋巴瘤类疾病。或淋巴瘤类疾病。小小 结结q载药磁性脂质体的靶向性、控释性解决了肿瘤载药磁性脂质体的靶向性、控释性解决了肿瘤化疗全身毒副作用较大、药物体内消除较快的化疗全身毒副作用较大、药物体内消除较快的问题问题q磁性微球的小粒径、靶向性解决了肿瘤栓塞治磁性微球的小粒径、靶向性解决了肿瘤栓塞治疗中的栓塞失败、异位栓塞问题疗中的栓塞失败、异位栓塞问题 q热旁观者效应可望解决在肿瘤的均匀加热问题热旁观者效应可望解决在肿瘤的均匀加热问题q肿瘤细胞吸收纳米铁磁粒子的高效性，使得磁肿瘤细胞吸收纳米铁磁粒子的高效性，使得磁热疗具有其它方式的热疗所不具备的均一、高热疗具有其它方式的热疗所不具备的均一、高效杀伤肿瘤细胞的优点效杀伤肿瘤细胞的优点三、热疗用磁性材料研究概况三、热疗用磁性材料研究概况1.热疗用磁性材料的性能要求热疗用磁性材料的性能要求q产热率产热率(SAR)q生物安全性生物安全性 q产品的稳定性产品的稳定性 2.磁热疗用磁性材料的种类磁热疗用磁性材料的种类 qFe3O4 q-Fe2O3 q炭化铁、铁粉、玻璃炭化铁、铁粉、玻璃-陶瓷氧化铁陶瓷氧化铁 3.磁热疗用磁性材料的合成方法磁热疗用磁性材料的合成方法(1)物理方法物理方法:胶体磨、喷射、冲击和超声胶体磨、喷射、冲击和超声波撕裂波撕裂(2)化学方法化学方法:共沉淀法共沉淀法、沉淀氧化法、溶、沉淀氧化法、溶胶胶-凝胶法、金属有机物热分解法凝胶法、金属有机物热分解法 4.磁热疗用磁性材料的粒径磁热疗用磁性材料的粒径(1)在在10nm左右，产热率高左右，产热率高;(2)在在100nm至至1m之间，产热率低。之间，产热率低。5.磁热疗用磁性材料的表面改性磁热疗用磁性材料的表面改性 表面改性之目的：表面改性之目的：q制备成磁流体制备成磁流体 q提高产热率提高产热率 表面活性剂种类：表面活性剂种类：q水基磁流体：葡聚糖、聚乙烯醇、聚乙二醇水基磁流体：葡聚糖、聚乙烯醇、聚乙二醇q油基磁流体：油酸、聚酯油基磁流体：油酸、聚酯 6.磁热疗用磁性材料的产热机理磁热疗用磁性材料的产热机理磁损耗的机理磁损耗的机理：q磁滞损耗磁滞损耗q弛豫损耗弛豫损耗粒径在粒径在10nm左右的磁粒子：左右的磁粒子：q弛豫损耗弛豫损耗q产热率高产热率高 粒径在粒径在100nm至至1m之间的磁粒子：之间的磁粒子：q磁滞损耗磁滞损耗q产热率低产热率低 Shinkai等用阳离子脂质体（含粒径为等用阳离子脂质体（含粒径为10nm 的的Fe3O4）热疗大鼠胶质瘤。超过热疗大鼠胶质瘤。超过80%的大鼠的大鼠肿瘤完全消退。肿瘤完全消退。Brusentsov等用包覆葡聚糖的等用包覆葡聚糖的-Fe2O3磁流磁流体（含粒径为体（含粒径为10nm的的-Fe2O3）热疗大鼠热疗大鼠MX2肿瘤。肿瘤。33的大鼠肿瘤完全衰退，生存的大鼠肿瘤完全衰退，生存期延长期延长150。应用举例应用举例 四、展望四、展望q提高热疗的靶向性提高热疗的靶向性q提高材料的产热率提高材料的产热率q提高材料的生物安全性提高材料的生物安全性q与其他肿瘤治疗方法相结合与其他肿瘤治疗方法相结合谢谢！参考文献参考文献vJordan A et al.Journal of Magnetism and Magnetic Materials,225,2001:118-126vHafeli U et al.Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers,Plenum Press,New York,1997vBabincova M et al.Medical Hypotheses,55,2000:459-460vHilger I et al.Academic Radiology,9,2002:198-202vBrusentsov N A et al.Journal of Magnetism and Magnetic Materials,225,2001:113-117vMoroz P et al.Journal of Surgical Research,2002,105:209-214 vHilger I et al.Academic Radiology,9,2002:198-202vRosensweig R E.Journal of Magnetism and Magnetic Materials,252,2002:370-374vJones S K.Physical Medicine Biology,37,2001:385-398vViroonchatapan E et al.Journal of Controlled Release,46,1997:263-271