Med hjälp av hypertermi, Virginia Tech ingenjörsforskare och en kollega från Indien presenterade en ny metod för att rikta in och förstöra cancerceller. Forskningen presenterades vid det 63:e årliga mötet i American Physical Society den 23 november i Long Beach, Calif.
Cancerbehandlingen använder hypertermi för att höja temperaturen på tumörceller, samtidigt som den omgivande friska vävnaden hålls vid en lägre grad av kroppsvärme. Utredarna använde både in vitro- och in vivo -experiment för att bekräfta sina fynd.
Medarbetarna är Monrudee Liangruksa, en Virginia Tech doktorand i ingenjörsvetenskap och mekanik, och hennes avhandlingsrådgivare, Ishwar Puri, professor och avdelningschef, tillsammans med Ranjan Ganguly vid institutionen för kraftteknik vid Iadavpur University, Kolkata, Indien.
Liangruska i Bangkok, Thailand, presenterade uppsatsen vid mötet.
I en intervju före presentationen, Puri förklarade att för att ytterligare förbättra tekniken använde de ferrofluids för att framkalla hypertermi. En ferrofluid är en vätska som blir starkt magnetiserad i närvaro av ett magnetfält. De magnetiska nanopartiklarna suspenderas i icke-polärt tillstånd.
"Dessa vätskor kan sedan magnetiskt riktas mot cancervävnader efter intravenös applicering, "Sa Puri." De magnetiska nanopartiklarna, varje miljarddels meter stor, sippra in i tumörcellens vävnad på grund av den höga permeabiliteten hos dessa kärl. "
Efteråt, de magnetiska nanopartiklarna upphettas genom att tumören utsätts för ett högfrekvent alternerande magnetfält, orsakar vävnadens död genom uppvärmning. Denna process kallas magnetisk vätska hypertermi och de har smeknamnet termoterapi.
Temperaturer i intervallet 41 till 45 grader Celsius är tillräckligt för att bromsa eller stoppa tillväxten av cancervävnad. Dock, utan processen med magnetisk vätskehyperteri, dessa temperaturer förstör också friska celler.
"Den ideala hypertermi -behandlingen ökar temperaturen på tumörcellerna tillräckligt i cirka 30 minuter samtidigt som den friska vävnadstemperaturen hålls under 41 grader Celsius, "Puri sa." Vår ferrofluidbaserade termoterapi kan också åstadkommas genom termoablation, som vanligtvis värmer vävnader upp till 56 grader C för att orsaka deras död, koagulering, eller karbonisering genom exponering för en icke -invasiv radiofrekvens, växelström magnetfält. Lokal värmeöverföring från nanopartiklarna ökar vävnadstemperaturen och spricker cellmembranen. "
Puri tillade att tester visade att nanopartiklar av järnoxid är "de mest biokompatibla medlen för magnetisk vätskehyperteri." Platina och nickel fungerar också som magnetiska nanopartiklar men de "är giftiga och sårbara" när de utsätts för syre.
Forskarna planerar att testa sitt analytiska tillvägagångssätt genom att genomföra experiment på olika cancerceller i samarbete med Dr Elankumaran Subbiah från Virginia-Maryland School of Veterinary Medicine. Ett ledande designteam bestående av fem ingenjörsvetenskapliga och mekaniska grundutbildade Virginia Tech -studenter tillverkar en apparat för dessa tester.
