چند نانوذره برای گرم کردن یک تومور لازم است؟

فیزیکدان‌های PTB با همکاری پزشکان بیومدیکال از Jena به‌دنبال روش هایی بهینه برای درمان تومور به‌وسیله استفاده از گرما هستند.

فیزیکدان‌های رشته‌های مختلف علوم تصمیم دارند تا با همکاری پزشکان بیومدیکال بتوانند با استفاده از نانوذرات مغناطیسی، سرطان را با کمک گرما درمان کنند. در این ارتباط پروژه‌ای مشترک با حمایت موسسه‌ای آلمانی از طریق بیمارستان دانشگاه Jena تحت مدیریت هایک ریشر تعریف شده است. در این پروژه از نانوذرات مغناطیسی برای تزریق به تومور در بدن بیماران استفاده می‌شود. این سوال مطرح است که آیا این نانوذرات در همان محل تومور باقی می‌مانند و یا در بدن پخش می‌شوند. دانستن اینکه چه تعداد از این نانوذرات در تومور جای می‌گیرند برای موفقیت روش درمان سرطان با کمک گرما با اهمیت است. امروزه دانشمندان قادرند تا ثابت کنند که در موش‌ها، ریلاکسومتری مغناطیسی روشی کاربردی برای درمان گرمایی سرطان است. این امر اطلاعاتی را در مورد موقعیت نانوذرات در بدن – کاملا بدون تماس با بیمار – را در اختیار می‌گذارد.

برای درمان سرطان در این روش، نانوذرات مغناطیسی به تومور تزریق و توسط میدان الکترومغناطیس تحریک می‌شوند. اگر چه نانو ذرات مغناطیسی سبب افزایش دمای تومور می‌شوند اما تنها در صورتی که دما بین ۵۵-۶۰ درجه سانتیگراد نگاه داشته شود، سلول‌های سرطانی تخریب می‌شوند و بافت‌های اطراف تحت تاثیر قرار نمی‌گیرند. این فرایند هنوز به‌صورت کلینکی مورد بررسی و آزمایش قرار نگرفته است و هنوز در فاز آزمایشی است. روشی باید جستجو شود که از این طریق بتوان مکان و تعداد نانوذرات مغناطیسی در بدن را تعیین کرد. بر این اساس، درمان انتخابی تومور قابل انجام شدن است. دانشمندان PTB دریافته‌اند که ریلاسومتری مغناطیسی می‌توانند این اطلاعات را بدون تماس با بدن بیمار یا آسیب رساندن به بدن او بدست آورند.

این روش به‌صورت زیر قبل از آغاز درمان انجام می‌شود: ابتدا نانوذرات اکسید فرنیک تزریق شده به تومور سوپرپارامگنتیک می‌شوند یعنی ذرات کوچک مغناطیسی می‌توانند جهت مغناطیسی خود را به‌صورت مستقل از دیگری تغییر دهند. در دمای اتاق، آنها در اتاق به‌صورتی توزیع می‌شوند که برایند آنها گشتاور مغناطیسی ایجاد نمی‌کند. اگر یک میدان مغناطیسی ثابت اعمال شود، این ذرات در جهت میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند و گشتاور مغناطیسی آنها قابل اندازه‌گیری است. این میدان مغناطیسی سپس خاموش می‌شود و با حسگرهای حساس میدان مغناطیسی به نام SQUIDs ریلاکسیشن مغناطیسی، یعنی بازگشت گشتاور مغناطیسی از مکان یکنواخت به‌سوی مکانی با توزیغ آماری، قابل تعیین است. دامنه سیگنال ریلاکسیشن اطلاعاتی درمورد کمیت ذرات در اختیار می‌گذارد.

محققان این روش را در موش‌ها انجام داده‌اند و توانسته‌اند مکان ذرات را به‌خوبی تعیین کنند. در برخی از تومورها دانشمندان توانسته‌اند تا ۲۴ ساعت بعد از تزریق مقدار نانوذرات در تومور را تعیین کنند در حالی که قبلا تنها یک چهارم ذرات تزریق شده قابل شناسایی بودند. تاکنون امکان تشریح این اختلافات در کمیت نانوذرات مغناطیسی در تومور وجود نداشت. نتایج بر اهمیت بیشتر انجام ریلاسومتری مغناطیسی در هنگام درمان سرطان با کمک نانوذرات و تعیین کمیت این ذرات در تومورها تاکید دارند.