Nanopartikel termoterapi som et kemoterapialternativ

Ved hjælp af hypertermi, Virginia Tech ingeniørforskere og en kollega fra Indien afslørede en ny metode til at målrette og ødelægge kræftceller. Forskningen blev præsenteret på det 63. årlige møde i American Physical Society 23. november i Long Beach, Californien.

Kræftbehandlingen bruger hypertermi til at hæve temperaturen på tumorceller, samtidig med at det omgivende sunde væv holdes på en lavere grad af kropsvarme. Efterforskerne brugte både in vitro og in vivo eksperimenter til at bekræfte deres fund.

Samarbejdspartnerne er Monrudee Liangruksa, en Virginia Tech kandidatstuderende i ingeniørvidenskab og mekanik, og hendes specialerådgiver, Ishwar Puri, professor og institutleder, sammen med Ranjan Ganguly fra afdelingen for elektroteknik ved Iadavpur Universitet, Kolkata, Indien.

Liangruska fra Bangkok, Thailand, fremlagde papiret på mødet.

I et interview forud for præsentationen, Puri forklarede, at for yderligere at perfektionere teknikken brugte de ferrofluids til at fremkalde hypertermi. En ferrofluid er en væske, der bliver stærkt magnetiseret i nærvær af et magnetfelt. De magnetiske nanopartikler er suspenderet i ikke-polær tilstand.

"Disse væsker kan derefter magnetisk målrettes mod kræftvæv efter intravenøs anvendelse, "Sagde Puri." De magnetiske nanopartikler, hver milliarddel af en meter i størrelse, sive ind i tumorcellens væv på grund af disse karers høje permeabilitet. "

Bagefter, de magnetiske nanopartikler opvarmes ved at udsætte tumoren for et højfrekvent skiftevis magnetfelt, forårsager vævets død ved opvarmning. Denne proces kaldes magnetisk væske hypertermi, og de har kaldt det termoterapi.

Temperaturer i området 41 til 45 grader Celsius er nok til at bremse eller standse væksten af ​​kræftvæv. Imidlertid, uden processen med magnetisk væske hypertermi, disse temperaturer ødelægger også sunde celler.

"Den ideelle hypertermi -behandling øger tilstrækkeligt temperaturen på tumorcellerne i cirka 30 minutter, samtidig med at den sunde vævstemperatur holdes under 41 grader Celsius, "Sagde Puri." Vores ferrofluidbaserede termoterapi kan også opnås gennem termoablation, som typisk opvarmer væv op til 56 grader C for at forårsage deres død, koagulation, eller karbonisering ved eksponering for en ikke -invasiv radiofrekvens, vekselstrøm magnetfelt. Lokal varmeoverførsel fra nanopartiklerne øger vævstemperaturen og brister cellemembranerne. "

Puri tilføjede, at test viste, at jernoxid -nanopartikler er "de mest biokompatible midler til magnetisk væskehyperteri." Platin og nikkel fungerer også som magnetiske nanopartikler, men de er "giftige og sårbare", når de udsættes for ilt.

Forskerne planlægger at teste deres analytiske tilgang ved at udføre forsøg på forskellige kræftceller i samarbejde med Dr. Elankumaran Subbiah fra Virginia-Maryland School of Veterinary Medicine. Et senior designteam bestående af fem ingeniørvidenskabelige og mekaniske bachelorstudenter i Virginia Tech fremstiller et apparat til disse tests.