用磁性納米粒子治愈癌症

Nanomedicine ：
Nanoprobes 的科學家們(men) 正在用磁性納米粒子治療小鼠的癌症，經過一次三分鍾的治療。

他們(men) 的結果剛剛發表在國際納米醫學雜誌上。

他們(men) 工作背後的概念看似簡單。當鐵粒子被放入交變磁場中時，它會(hui) 來回旋轉並產(chan) 生大量熱量。如果許多鐵顆粒被輸送到腫瘤上，你實際上可以煮熟癌症；熱療或癌症熱療就是基於(yu) 此原理。

理論是可靠的，但科學是棘手的。多年來，世界各地的研究人員一直試圖讓它發揮作用，但沒有真正成功。盡管如此，這個(ge) 想法還是不錯的，2007 年，Nanoprobes, Inc. 的一位科學家決(jue) 定看看他是否能解決(jue) 這個(ge) 問題。

James F. Hainfeld 博士是一位資深科學家，他的世界橋接生物學、物理學和化學。盡管他謙虛地對衝(chong) ，但他實際上是納米粒子的原始之父之一，在 1970 年代在布魯克海文國家實驗室的電子顯微鏡下設計了一些最早的納米粒子。現在在他自己的實驗室裏，強烈的凝視掩蓋了他輕鬆的笑容。他正在尋求治愈癌症。“沒有人應該聽到，'我們(men) 無能為(wei) 力，'"他說。

海恩菲爾德博士可以看出這裏的一個(ge) 主要問題是磁加熱所需的鐵量。複合維生素中的一點是有幫助的，但癌症治療所需的量是有毒的。

為(wei) 了限製全身暴露，研究人員曾嚐試將鐵顆粒直接注射到腫瘤中。但即使是仔細的繪圖和多個(ge) 注射點也會(hui) 錯過一些區域，癌症總會(hui) 複發。一個(ge) 德國研究小組甚至在人身上嚐試過這種方法，但不幸的是，他們(men) 遇到了同樣的困難。

當海恩菲爾德博士研究這些問題時，他在納米粒子工程方麵的長期經驗幫助他重新定義(yi) 了這個(ge) 問題。他們(men) 不僅(jin) 需要更好的注入鐵的方法；他們(men) 需要改變鐵粒子本身。如果它可以製成無毒的，以某種方式與(yu) 身體(ti) 隔離，他們(men) 就可以擺脫直接注射的局限性。

在 Nanoprobes 實驗室，Hainfeld 博士邀請了一位名叫Hui Huang的年輕天才學生加入他的行列。剛從(cong) 中國來的過去，他勤勞的家人希望他加入他們(men) 的餐飲業(ye) ；然而，黃對科學充滿了向往。

學生和資深科學家將在該項目上花費六年時間，頑強地追逐他們(men) 的鐵納米粒子。幾年後，當黃自己解決(jue) 了生物相容性問題時，納米粒子合成和頑強的、開箱即用的思維方式的密集學徒期將開花結果。

這對夫婦可以看到他們(men) 的進步，但這個(ge) 想法對於(yu) 通常的資助機構來說似乎是一個(ge) 失敗的原因，他們(men) 的資助申請不斷被拒絕。微薄的支持隻能來自實驗室向其他科學家少量銷售可用於(yu) 研究的納米粒子。

在他們(men) 工作的過程中，兩(liang) 人討論了向腫瘤輸送的可能方法。癌症的一個(ge) 自然特性對他們(men) 來說很突出：增強的滲透性和保留性，或 EPR。

由於(yu) 腫瘤正在生長，它們(men) 會(hui) 要求身體(ti) 在它們(men) 內(nei) 部和周圍產(chan) 生大量新血管。事實證明，新血管是滲漏的。它們(men) 允許一定大小的任何東(dong) 西從(cong) 血液中通過，並積聚在腫瘤中。另一方麵，健康組織具有成熟的血管，因此這種大小的顆粒隻會(hui) 流過。

解決(jue) 方案的很大一部分就在眼前：如果他們(men) 正確地確定了粒子的大小，那麽(me) 簡單地注射到血液中就會(hui) 讓他們(men) 的粒子找到自己的方式進入癌組織，無論它在體(ti) 內(nei) 的任何位置。即使是轉移性癌症也會(hui) 成為(wei) 目標。

當他們(men) 的納米粒子最終準備好進行測試時，它的尺寸很好，具有鐵芯，具有生物相容性外殼，具有長聚合物鏈以使其遠離肝髒和血液。鐵的中心仍然可以旋轉並在磁場中產(chan) 生熱量，但它的外套將鐵安全地密封在遠離身體(ti) 的地方。

在簡單地注射入血液後，他們(men) 的試驗動物保持健康；他們(men) 已經避開了可怕的鐵毒性。正如他們(men) 所希望的那樣，腫瘤積累了高水平的顆粒，其濃度是鄰近健康組織的 16 倍。他們(men) 現在在腫瘤內(nei) 有必要數量的鐵，以便磁加熱起作用。

最後一步是將他們(men) 的測試動物置於(yu) 快速交變的磁場中。他們(men) 用紅外熱像儀(yi) 測量溫度，看到富含鐵的腫瘤迅速上升到致命的溫度，而周圍的健康組織則保持涼爽且沒有受到傷(shang) 害。

經過三分鍾的單次治療，腫瘤被*除去，精度比外科醫生的刀還要精細。

腫瘤實際上在如此高的熱量下液化，讓身體(ti) 迅速吸收中和的殘留物。幾天之內(nei) ，這些動物就恢複了正常，並且能夠在沒有癌症的情況下度過餘(yu) 生。還有那些有毒的鐵？納米粒子非常穩定，分解緩慢；身體(ti) 可以處理隨時間釋放的少量物質。

經過多次測試，Huang 和 Hainfeld 在小鼠身上實現了可靠的、實際恢複78-90%，這在癌症研究中是非常罕見的數字。他們(men) 的研究結果剛剛發表在《國際納米醫學雜誌》上。

他們(men) 的成功對於(yu) 聯合療法來說也是一個(ge) 好消息，其中熱療法的預處理大大提高了化學療法和放射療法的功效。到目前為(wei) 止，加熱深層腫瘤一直很困難，但是磁加熱非常適合，因為(wei) 納米顆粒可以將自己傳(chuan) 遞到身體(ti) 的任何地方。

兩(liang) 人還對他們(men) 與(yu) 康涅狄格大學健康中心的Henry Smilowitz 博士合作進行的體(ti) 內(nei) 腦癌初步結果充滿熱情。因為(wei) 正常腦組織的血液過濾排除了更多的顆粒，所以它們(men) 在腦腫瘤的邊緣達到了銳利的濃度比。在磁加熱過程中，與(yu) 手術或輻射的附帶損傷(shang) 相比，這種精確度將極大地保護健康的大腦物質。

對於(yu) 海恩菲爾德博士和黃博士來說，接下來的步驟非常令人興(xing) 奮。他們(men) 的工作現已得到美國國立衛生研究院的認可，最近授予他們(men) 價(jia) 值約一百萬(wan) 美元的實驗室測試，為(wei) FDA 批準做準備。“我們(men) 需要盡快把它帶給病人，"黃說，他現在在醫學院，很快就要親(qin) 自治療病人了。Nanoprobes 目前正在為(wei) 即將進行的臨(lin) 床試驗組織資金。

“經過這麽(me) 多年的努力，我傾(qing) 向於(yu) 保持謹慎，"海恩菲爾德博士說，“但我從(cong) 未見過如此有希望的結果。我們(men) 充滿希望。" 他微笑，然後回到他的工作：任務繼續。

Nanoprobes, Inc. 是一家納米粒子研究合作機構，致力於(yu) 尋找癌症和其他疾病的治療方法。作為(wei) HER2 乳腺癌檢測的核心，我們(men) 的技術正在幫助拯救世界各地的生命。我們(men) 位於(yu) 紐約州 Yaphank，資金來自研究資助和向科學界銷售納米粒子產(chan) 品；所有利潤都支持我們(men) 的研究。

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靜脈內(nei) 磁性納米粒子癌症熱療
Huang HS，Hainfeld JF。國際納米醫學雜誌。