新的磁性纳米粒子呈立方体形状，夹在两个金字塔之间，代表了治疗卵巢肿瘤及其他类型癌症的突破，根据开发它们的俄勒冈州立大学研究人员的说法。
科学家们表示，这项研究强调了形状在磁性纳米粒子设计中的重要性，研究结果有可能彻底改变利用热量损伤或杀死癌细胞的治疗方法。
这些由氧化铁和掺钴制成的纳米粒子在暴露于交变磁场时显示出卓越的加热效率。掺杂是指添加某种物质以调整特性。
当这些粒子在静脉注射后积聚在癌变组织中时，它们能够迅速升温，从而削弱或摧毁癌细胞。
这项小鼠模型研究发表在《先进功能材料》上，是俄勒冈州立大学药学院科学家正在进行的纳米医学研究的一部分。
纳米粒子的大小微小，可达十亿分之一米，由于其小尺寸和高表面积与体积比而具有特殊性质。
科学家们表示，磁性纳米粒子多年来显示出抗癌潜力，但目前，磁性热疗通常只能用于肿瘤可以通过皮下注射针头接触到的患者——即粒子能够直接注入癌症部位。
“使用目前可获得的磁性纳米粒子，所需的治疗温度——高于44摄氏度——只能通过直接注射实现，”药学院的药学教授Oleh Taratula说道。“而这些纳米粒子的加热效率仅为中等，这意味着需要在肿瘤中拥有高浓度的纳米粒子——高于系统给药通常能达到的浓度——才能产生足够的热量。”
Taratula及其在俄勒冈州立大学、俄勒冈健康与科学大学和印度理工学院Mandi的合作者使用了一种新型热分解方法——一种他们称之为“种子与生长”的两步过程——制造掺钴的氧化铁纳米粒子，这些纳米粒子呈立方双金字塔形状。他们的论文是首次报道这种特定形状的纳米粒子。
“这些纳米粒子表现出显著的快速升温能力，在交变磁场下每秒升高3.73摄氏度的温度，”药学院的博士后研究员Prem Singh说道。“这是一种比我们之前公布的掺钴氧化铁纳米粒子的加热性能翻倍的结果。”
这意味着一位卵巢癌患者可以接受静脉注射，在经历一次30分钟的非侵入性磁场治疗后，她的肿瘤可停止生长。研究人员指出，短时间的治疗可以增强患者的舒适感和依从性。
针对癌症的肽帮助纳米粒子在肿瘤中积聚，由于粒子的加热效率非常强，因此可以在不需要高剂量的情况下实现所需的纳米粒子浓度，从而限制毒性和副作用。
“这是首次有系统注射的纳米粒子被证明能将肿瘤加热到50°C以上，显著超过44°C的有效治疗阈值，并使用临床相关剂量，”俄勒冈州立大学药学副教授Olena Taratula说道。“现在有很大的潜力将磁性热疗的应用扩大到各种难以接触的肿瘤，使治疗更加多样化和广泛使用。”
俄勒冈州立大学的Karthickraja Duraisamy、Constanze Raitmayr、Shitaljit Sharma、Tetiana Korzun、Abraham Moses、Vladislav Grigoriev、Ananiya Demessie、Youngrong Park、Yoon Tae Goo、Babak Mamnoon和Ana Paula Mesquita Souza也为这项研究做出了贡献。
国家癌症研究所和国家卫生研究院的尤尼斯·肯尼迪·施赖弗国家儿童健康与人类发展研究所支持了这项研究。
