Fysiker från University of York har genomfört ny forskning om hur värmeeffekten av en experimentell cancerbehandling fungerar.

Magnetisk hypertermi ses som ett attraktivt tillvägagångssätt för behandling av vissa cancerformer eftersom det inte har några kända biverkningar jämfört med mer konventionella terapier som kemoterapi. Det är särskilt lämpligt för behandling av prostatacancer och hjärntumörer. Dock, hittills har det inte funnits någon tydlig teoretisk förståelse för hur det faktiskt fungerar.

Behandling med magnetisk hypertermi innebär att magnetiska nanopartiklar injiceras direkt i en tumör och sedan placeras patienten i en maskin som producerar ett växlande magnetfält. Nanopartiklarna oscillerar och värme produceras inuti tumörvävnaden. När temperaturen stiger över 42ºC börjar cellerna dö. Denna uppvärmningsprocess har visat sig minska tumörstorleken.

Studien, av forskare från University of Yorks Department of Physics and Liquids Research Ltd, från Bangor, Norra Wales, visade att mängden värme som genereras av magnetiska nanopartiklar kan förstås när både de fysiska och hydrodynamiska storleksfördelningarna för proverna är kända med hög noggrannhet.

Resultaten av studien publiceras i Journal of Physics D:Tillämpad fysik som en snabbspårskommunikation.

Huvudförfattare Dr Gonzalo Vallejo-Fernandez, från York's Department of Physics, sade:"Medan kliniska prövningar har visat potentialen hos magnetiska nanopartiklar för cancerbehandling, mekanismerna genom vilka värmen genereras har inte helt förståtts. Denna förståelse är avgörande för att producera partiklar med optimerade egenskaper för specifika applikationer vid minimal dos. "

Tidigare var värmen som genererades omöjlig att förutsäga eftersom flera mekanismer var inblandade. Det nya arbetet har identifierat och kvantifierat mekanismerna så att arbetet nu kan börja bestämma dosen som krävs för effektiv behandling.

Dr Vallejo-Fernandez sa:"Genom vår studie har vi tagit fram den första omfattande bedömningen av hur uppvärmningseffekten vid magnetisk hypertermi fungerar. Vi är nu i en position där vi kan göra ytterligare arbete för att exakt beräkna dosen magnetiska nanopartiklar och längden på behandling krävs. "

För studien, forskarna använde magnetiska nanopartiklar producerade med en ny teknik av Liquids Research Ltd, som utvecklades under EU -projektet MULTIFUN (Multifunctional Nanotechnology for Selective Detection and Treatment of Cancer). Nanopartiklarna är mycket enhetliga i storlek och väl separerade, vilket gjorde det möjligt att utföra detaljerade experiment som i stort bekräftade beräkningarnas noggrannhet.

Dr Vijay Patel, Direktör för Liquids Research Ltd, sade:"Utvecklingen av denna nya teori sammanföll med vårt arbete med den nya processen för att tillverka nanopartiklar som gör att vi kan" designa "nästan idealiska partiklar för denna applikation."