Fe3O4 磁纳米介导磁感应治疗Wistar大鼠Walker-256肿瘤.pdf
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1、空垦筮剑签登墨圭! Q 塑生! 旦箜! 查筮! 翅曼塾垫! 堕堡堕! 墨竺瑾:丝! 堕! ! 塑! :! 尘:竺:坠:! F e 3 0 4 磁纳米介导磁感应治疗W i s t a r 大鼠W a l k e r - 2 5 6 肿瘤 2 3 7 实验研究 王桂华 王晓文 夏启胜杜乐辉张莹莹周菊梅张宇顾宁 唐劲天 ( 清华大学工程物理系 医学物理与工程研究所,北京1 0 0 0 8 4 ) 【摘要】目的探讨F e ,0 磁性纳米微球磁感应对W i s t a r 大鼠W a l k e r - 2 5 6 肿瘤的治疗作用。方法荷瘤鼠随机分为 N S 组( 注入生理盐水而不接受磁场处理) 、M
2、F 组( 注入磁流体而不接受磁场处理) 、M F H I 组( 注入磁流体在交变磁场中治疗1 次) 、M F H 2 组( 治疗2 次) 和M F H 3 组( 治疗3 次) ,共5 组。治疗温度控制在5 0 一5 5 ,分别观察肿瘤体积抑制率和生存期, 以及肿瘤的病理改变。结果M F H 2 组和M F H 3 组的肿瘤在2 周内有明显的肿瘤体积抑制作用,肿瘤体积抑制率分别为 ( 6 5 04 - 3 5 ) 、( 7 1 64 - 4 2 ) 。与N S 组( 3 5 5 5 6 ) d 比较,M F H 3 组( 4 1 94 - 6 5 ) d 和M F H 2 组( 4 2 1 5
3、0 ) d 的生存期延 长,差异有统计学意义( q = 4 3 8 6 ,P 0 0 5 ) 。N S 、M F 组肿瘤表面光滑,小灶性坏死区;癌细胞密度大,核仁明显,易见核分裂相。 M F H 2 和M F H 3 组瘤内大片坏死残留的无结构红染物质,或空洞,部分胞核有固缩、碎裂及崩解。结论F e ,O 纳米磁流体 介导的磁热疗能抑制大鼠W a l k e r - 2 5 6 皮下肿瘤增殖。 【关键词】纳米;磁感应;肿瘤;交变磁场;动物模臻! ;W i s t a r 大鼠 中圉分类号:R 一3 3 2文献标识:A文章编号:1 0 0 9 6 6 0 4 ( 2 0 0 9 ) 0 3 0
4、2 3 7 0 4 T h e r a p e u t i cE f f e c to fF e 30 4N a n o m e t e rM a g n e t i cI n d u c t i o nH y p e r t h e r m i aO HW a l k e r - 2 5 6T u m o ri nW i s t a rR a t sW a n g G u i h u a ,W a n gX i a o w e n ,觚口Q i s h e n g 。e ta 1 D e p a r t m e n to fE n g i n e e r i n gP h y s i c s
5、 ,I n s t i t u t eo fP h y s i c sa n dE n g i n e e r i n g 讥M e d i c i n e , T s i n g h u aU n i v e r s i t y B e 啦n g1 0 0 0 8 4 C h i n a 【A b s t r a c t 】O b j e c t i v e T os t u d yt h et h e r a p e u t i ce f f e c to fF e 30 4n a n o m e t e rm a g n e t i ci n d u c t i o nh y p e r
6、 t h e r m i au n d e ra l t e r n a t i n g m a g n e t i cf i e l do ns u b c u t a n e o u st u m o r m o d e lo fc a r c i n o m a t o u sW a l k e r 一2 5 6c e i l si nW i s t a rr a t s M e t h o d sA f t e rs u b c u t a n e o u st u m o r m o d e s lw e r ee s t a b l i s h e d W i s t a rr a
7、 t sw i t ht h et u m o rt i s s u e sw e r er a n d o m l yd i v i d e di n t o5g r o u p st or e c e i v ei n j e c t i o n so fn o r m a ls a l i n e ( N S ) w i t h o u th y p e r t h e r m i a ,m a g n e t i cf l u i d ( M F ) w i t h o u th y p e r t h e r m i ao rm a g n e t i cf l u i dw i t
8、 hh y p e r t h e r m i af o ro n et i m e ( M F H I ) ,f o r t w ot i m e s ( M F H 2 ) ,o rt h r e et i m e s ( M F H 3 ) T h et e m p e r a t u r ew a sc o n t r o l l e da t5 0 5 5 T h er a t eo fv o l u m ei n h i b i t i o na n ds u r v i v a l t i m eo ft h et u m o r ,a n dt h ep a t h o l o
9、 g i c a lc h a n g e sw e r eo b s e r v e d R e s u l t sT h et u m o rv o l u m ew a gr e d u c e ds i g n i f i c a n t l yi nt h eM F H 2 a n dM F H 3g r o u p s ( 6 5 04 - 3 5 ) a n d ( 7 1 64 - 4 2 ) r e s p e c t i v e l y T h es u r v i v a lt i m eo ft h et u m o ri nt h et w og r o u p sw
10、 e r e s i g n i f i c a n t l yl o n g e rt h a nt h a ti nt h eN Sg r o u p ( 4 2 1 5 o ) da n d ( 4 1 94 - 6 5 ) dv s ( 3 5 5 5 6 ) d ;q = 4 3 8 6 ,P 0 0 5 P a t h o l o g i c a le x a m i n a t i o ns h o w e ds m o o t ht u m o rs u r f a c ea n ds m a l l n e c r o t i ca r e a si nt h eN Sa n
11、 dM Fg r o u p s i nw h i c ht h ec a n c e rc e i l sw e r et h i c k 。a n ds t a g eo fm i t o s i sw a go b v i o u s l yo b s e r v e d I nt h e M F H 2a n dM F H 3g r o u p s ,l a r g en e c r o s i sa r e a sa n dr e d d y e dr e m n a n to rc a v i t y ,a n ds h r a n k ,s p l i ta n dd i s s
12、 o l v e dn u c l e iw e r ev i s i b l e C o n c l u s i o n sF e 30 4n a n o m e t c rm a g n e t i cf l u i dh y p e r t h e r m i ac a ni n h i b i tt h ep r o l i f e r a t i o no fs u b c u t a n e o u sW a l k e r - 2 5 6t u m o r m o d e li n W i s t a rr a t s IK e yW o r d s 】N a n o ;M a
13、g n e t i cI n d u c t i o n ;C a n c e r ;A l t e r n a t i n gM a g n e t i cF i e l d ; A n i m a lM o d e l ;W i s t a rr a t s 1 9 9 7 年,德国学者J o r d a n 等2 1 采用纳米技术 和热疗相结合的新疗法磁流体介导的磁感应治 疗( m a g n e t i cf l u i d sh y p e r t h e m i a ,M F H ) 肿瘤取得了 重要进展。磁性纳米微粒不仅可以用作药物载体, 而且在交变磁场下还可发热升温。将磁性纳米
14、颗粒 靶向应用在肿瘤组织内,可以精确地将癌组织加热 基金项目:国家自然科学基金( 1 0 7 7 5 0 8 5 ) ;国家自然科学基金( 3 0 5 7 t 7 9 9 ) ;北京市科委( Z 0 7 0 0 0 2 0 0 5 4 0 7 0 4 ) ;清华大学裕元基金 通讯作者 ( 武汉大学人民医院肿瘤科,武汉4 3 0 0 6 0 ) ( 中南大学湘雅医院肿瘤科,长沙4 1 0 0 0 8 ) ( 东南大学生物科学与医学工程学院生物与医学纳米技术研究室,南京2 1 0 0 1 8 ) 万方数据 2 3 8 到有效治疗温度,即“适形热疗”,引起了临床肿瘤 学家们对其在肿瘤治疗方面潜在价值
15、的重大关注。 本研究采用F e ,0 。磁性纳米粒,对皮下肿瘤动物模 型进行交变磁场下的磁感应治疗,旨在探讨新的治 疗实体瘤的途径。 1 材料与方法 1 1 动物和肿瘤细胞株 W a l k e r - 2 5 6 肿瘤细胞株购自中国医学科学院药 物研究所( 协和) 。1 2 0 只W i s t a r 大鼠,雄性,体重均 约1 3 0g ,购自中国医学科学院实验动物中心,在清 华大学医学院清洁级动物室喂养。 1 2 方法 1 2 1 实验设备和材料交变磁场由清华大学工 物系医学工程与物理研究所研制并提供:频率1 8 0 k H z ,加热电流1 0 0 4 5 0A ,磁场强度5 5G S
16、 。测温 探头为I t 一1 8 型铜一康铜热电偶( 美国P h y s i t e m p 公司) 。磁流体:F e ,0 ,直径2 0n m ,浓度3 2 9 3 m g m l ,东南大学生物科学与医学工程学院生物与 医学纳米技术研究室赠。 1 2 2 动物模型和处理 肿瘤模型制作取冻存的W a l k e r - 2 5 6 细胞 株复苏,注人种鼠腹腔内。7 9d 后,抽取种鼠瘤 性腹水,调整细胞浓度至1 1 07 个m l ,总注射体积 0 6m l ,接种于大鼠右腋窝皮下。 动物实验分组接种后第8 天,将荷瘤鼠随 机分为N S 组( 注人生理盐水而不接受磁场处理) 、 M F 组(
17、 注入磁流体而不接受磁场处理) 、M F H I 组 ( 注入磁流体在交变磁场中治疗1 次) 、M F H 2 组( 注 入磁流体治疗2 次) 和M F H 3 组( 注入磁流体治疗3 次) ,共5 组。每组2 4 只,其中1 6 只用于观察生存 期,8 只用于病理学检查。 磁流体注射磁流体灭菌采用巴氏消毒法。 磁流体总量依肿瘤体积V = a b 2 2 ( a 为肿瘤的长 径,b 为肿瘤的短径) 的一半 3 1 。1 次进针,但按时 钟3 ,6 ,9 ,1 2 点方向向瘤体四周进行多点注射 F e ,0 纳米磁流体。 磁热疗1 苯巴比妥钠溶液腹腔麻醉 ( 4 0 6 0m s k g ) 。
18、将热疗组荷瘤鼠放在磁感应仪 照射3 0r a i n 。调节电流值,使温度稳定在5 0 5 5 。用同样方法分别处理1 次、2 次,3 次,间隔时间 为2 4h 。从热疗后的第2 天开始记录各组荷瘤鼠及 肿瘤的生长情况,连续记录7 周。 病理检查各组分别于治疗后第4 天断颈处 死荷瘤鼠,取出肿块制作病理标本。肿瘤抑制率:至 治疗周期后第2 周,测量肿瘤的长径( a ) 及肿瘤的 短径( b ) 。据公式肿瘤体积抑制率( ) = ( 1 一实验 组肿瘤体积对照组肿瘤体积) 1 0 0 ,计算肿瘤 体积抑制率“ o 。 1 3 统计学处理 实验结果采用统计软件S P S S l 2 0 统计软件包
19、进 行分析。所有数据均以;s 表示。单因素方差分析 先进行方差齐性检验,再用D u n n e t t 法两两比较。两 样本均数比较用t 检验,P 的P P P P P P - h , , , , , , 日8 3 2 6 l 6 ,5 7 5 8 O O O 5 r l 3 0 4 石屯t Z t t 乞 4 = = = = = = l 2 3 l 2 l - 一 - 一 一 一 5 5 , 叮g g 口叮g 万方数据 主垦塑剑丛塑苤查! Q 塑芏! 旦筮! 鲞筮! 塑竺! i ! ! 丛堕! 型! ! 堡:堕坐! ! 塑! :! 型:! :翌! :! 和坏死。热疗组肿瘤表面部分凹凸不平,时
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