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TiO 2奈米粒子介導微動力治療癌症的探索

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2019/06/05
體外和體內實驗均證明膠體TiO2奈米顆粒可顯著抑制骨肉瘤的生長。 TiO2奈米粒子對微波誘導根本治療法的有效性證明,這是治療癌症的一種新的標誌性方法。圖片來源:『奈米技術、奈米技術、生物學和醫學』雜誌

德州大學阿靈頓分校的物理學家提出了治療癌細胞的新概念,進一步提升了大學作為健康和人類狀況領導者的地位。

最新發表在『奈米技術、奈米技術、生物學和醫學』雜誌上一篇《TiO 2米粒子介導微動力治療癌症的探索》的論文中,德州大學阿靈頓分校物理學教授Wei Chen和國際團隊提出了使用微波刺激的二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒,引發癌細胞死亡而不損害周圍正常細胞的想法。該方法稱為微波誘導的根治療法,該團隊稱其為微動力療法《Microdynamic Therapy, MDT》。

在癌症治療中使用光和超音波啟動的TiO2奈米粒子已得到廣泛研究,但這標誌著研究人員首次證明奈米粒子可被微波有效啟動以破壞癌細胞,可能為患者開闢新的治療之門對抗這種疾病。

陳教授說,新療法的核心是活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS),它們是人體氧氣代謝的天然副產品。ROS有助於殺死體內毒素,但如果達到臨界水平,也可能對細胞造成傷害。

二氧化鈦進入細胞並產生ROS,其能夠破壞質膜、線粒體和DNA,導致細胞死亡。

研究人員說:「癌細胞的特徵是ROS的穩態飽和度,高於正常的健康細胞。這種新療法使我們能夠透過將癌細胞中ROS的飽和度,提高到觸發細胞死亡而不會將正常細胞推向同一閾值的關鍵水平來利用它。」

這項新治療概念的初步研究,建立在研究團隊使用奈米粒子對抗癌症的專業知識基礎上。

陳教授的合作者來自廣東醫學科學院和北京航空航天大學。該團隊進行了實驗,證明奈米粒子可以在微波輻射下,顯著抑制骨肉瘤的生長。

雖然單獨的TiO2和低功率微波輻射不能有效地殺死癌細胞,但兩者的結合證明成功地對腫瘤細胞產生毒性作用。微波消融治療已被證明是一種有效的抗骨癌治療方法,可獲得比MDT更好的治療效果。然而,MDT可用於對抗其他類型的癌症,而不僅僅是用於此試點病例的骨肉瘤。

正如在光動力療法中所見,使用光來啟動ROS,對於深入位於體內的腫瘤治療可能具有挑戰性。相反地,微波能夠透過所有類型的組織和非金屬材料傳播,產生更深的穿透力。

陳教授說:「這一新發現令人興奮,因為它可能為治療癌症患者創造新的途徑,而不會造成使人衰弱的副作用。這種有針對性的局部方法使我們能夠保持健康的細胞完好無損,因此患者可以更好地應對疾病。」

試驗研究的結果表明MDT是一種很有前途的癌症治療方法,儘管該方法仍在開發中並且其局限性得到了探索。研究小組已經為MDT申請了專利。接下來,他們計劃將注意力轉向理解強大的微波,和二氧化鈦組合背後的物理和內部機制。

德州大學阿靈頓分校物理系主任Alex Weiss說:「陳博士繼續建立一個研究組合,對癌症治療具有變革性意義。我期待陳博士及其合作團隊在這項研究的未來階段可以取得的成就,因為他們開創了抗擊癌症的潛在新途徑。」