近日，同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)化平臺成昱教授課題組在靶向腦腫瘤磁納米治療領(lǐng)域研究取得新進(jìn)展，其研究成果發(fā)表在國際著名期刊《Theranostics》，同時被選為同期期刊Back Cover。

在此篇發(fā)表的論文中，作者成昱教授提出“磁力刀”的新概念,即磁性納米粒子在低強(qiáng)度磁場作用下會產(chǎn)生帶有類似“旋轉(zhuǎn)攪拌”功能的機(jī)械力，利用這種機(jī)械力可以破壞腫瘤細(xì)胞，使機(jī)械力達(dá)到與手術(shù)刀相同的效果?！斑@種由磁性納米粒子組成的‘磁力刀’不是傳統(tǒng)意義上‘刀’，它是一種磁場帶動下的‘機(jī)械力’，這種力量形似榨汁機(jī)在攪拌水果時產(chǎn)生的渦輪形力量，水果在渦輪力的作用下被攪碎，同理細(xì)胞在磁場機(jī)械力的作用下被攪碎直至死亡?！背申沤忉屨f。其實，磁力刀就是通過”幕后”無形的磁場來調(diào)控”幕前”有形的磁性納米材料,使磁納米材料具有”魔法”般的“功力”，在這種神奇“功力”作用下產(chǎn)生一種破壞細(xì)胞“乾坤”的無敵”刀法”。

“我們在做化學(xué)反應(yīng)實驗過程中，通過磁子的機(jī)械力來攪拌溶液是常用的實驗手段。當(dāng)時我們就想如果磁子小到一定程度，可以進(jìn)入細(xì)胞，那就可通過機(jī)械力的攪拌對細(xì)胞進(jìn)行調(diào)控了?！背申沤淌诘莱隽舜帕Φ懂a(chǎn)生的淵源。

在研發(fā)“磁力刀”實驗過程中，成昱課題組曾嘗試過很多種磁力刀的設(shè)計?！俺跗谡n題組曾嘗試使用多個納米磁性顆粒進(jìn)行制備，但這種磁性顆粒對腫瘤細(xì)胞的破壞作用并不明顯。”成昱說，隨后加大了每個納米磁性顆粒的磁飽和強(qiáng)度后，神奇現(xiàn)象發(fā)生了：注入細(xì)胞內(nèi)的像一塊塊方形“積木”的磁性納米顆粒穿透力很強(qiáng)，且不會“亂跑”，基本都聚集在細(xì)胞內(nèi)形似“芒果”狀的溶酶體中，并會“自動”跟著自身磁力線“調(diào)度”方向進(jìn)行重新組裝，實現(xiàn)從無序分布到有序的排列，在磁性納米材料內(nèi)部磁場的引導(dǎo)和溶酶體的空間限制下，形成了一個個形似“米?！贝笮〉奈⒚准墶懊⒐毙谓M裝體，然后再將這些組裝體放置于一個低強(qiáng)度磁場中，“芒果”體內(nèi)的磁性納米材料又會開始新一輪“重組”，并再次“自動”跟著外部低強(qiáng)度磁場的磁力線方向重組成米粒大小的“梭”形組裝體，至此，經(jīng)過兩次“變形”，“梭”狀磁力刀組裝成功?！八蟆睜畲帕Φ秾?xì)胞的“攻擊”也需“兩步走”，首先對細(xì)胞內(nèi)的形似“芒果”的溶酶體膜進(jìn)行攻擊，待溶酶體膜被攻擊“潰敗”后，再對細(xì)胞進(jìn)行“攻擊”，細(xì)胞在磁力刀雙重“攻擊”下，最終走向死亡。

這種以體積微小著稱的納米材料，加上磁性的“翅膀”，使磁控納（微）米技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)方面有了很大應(yīng)用前景，同時低強(qiáng)度磁場對人體細(xì)胞和組織的無害性和高穿透能力，為微創(chuàng)手術(shù)、細(xì)胞操作和分析以及靶向治療提供了較大可能。

自1884年醫(yī)學(xué)史上首例腦腫瘤治療被報道以來，歷經(jīng)一個多世紀(jì)，至今沒有取得突破性進(jìn)展，其中腦部結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性與血腦屏障的屏障作用極大地限制了腦腫瘤研究的發(fā)展。為了尋求一種腦部腫瘤新的治療方案，成昱課題組以腦腫瘤為研究模型，利用磁性納米材料的“先天”特性，并經(jīng)多次試驗發(fā)現(xiàn)：采用由納米級材料自組裝形成的“磁力刀”，通過磁場遠(yuǎn)程操控裝置的控制,使“磁力刀”轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生強(qiáng)有力的機(jī)械力，能夠更直接、更徹底地殺死腦部癌細(xì)胞，同時低強(qiáng)度磁場副作用小，相關(guān)實驗數(shù)據(jù)顯示它的磁輻射量僅為核磁共振的百分之一，不會對正常人體組織和細(xì)胞產(chǎn)生影響，這就為腦腫瘤提供了一種新的治療手段?！按帕Φ冻叽缧?，可以從微米級到納米級，便于制作特微型手術(shù)器械，更適合精細(xì)程度高的腦部微創(chuàng)手術(shù)，同時這種（微）納米級磁性材料可批量制備，便于臨床轉(zhuǎn)化。”成昱補充說。

據(jù)成昱介紹：課題組已開始將“磁力刀”在小鼠身上加以應(yīng)用，治療效果明顯，那些患“腦腫瘤”的小鼠經(jīng)過磁力刀治療后，腦腫瘤細(xì)胞均被“殺死”。在深化研究的同時，課題組也在與廠家合作進(jìn)行“磁力刀”磁控與核磁成像合成裝置的研發(fā)，待研制成功后，可實現(xiàn)可視化磁力刀微創(chuàng)導(dǎo)航“切除”腫瘤的目的，應(yīng)用在臨床上，可用高清屏幕替代顯微鏡來更精確的觀察和調(diào)整磁力刀操作下的腦部腫瘤“切除”手術(shù)?！叭绻M(jìn)展順利，磁力刀合成裝置將在半年至一年后研制成功，待通過各項審核后，它將作為新型腫瘤治療手段推向臨床，不僅適用腦部腫瘤，還可用于肺、肝臟、胰腺等身體其他部位的腫瘤治療。

據(jù)悉，這篇關(guān)于“磁力刀”論文的通訊作者為同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬東方醫(yī)院成昱教授、西班牙馬德里理工大學(xué)Gustavo R. Plaza教授，課題組科研助理申雅靜、博士后吳叢宇為本論文共同第一作者。

（看看新聞Knews記者：霍云 通訊員：樊麗達(dá) 編輯：陳佳雯）