گرما درمانی سرطان با استفاده از نانوذرات مغناطیسی

دکتر هیروآکی مامیا، از موسسه ملی علوم مواد ژاپن و همکارانش مکانیسم گرمادرمانی سرطان‌ها با استفاده از نانوذرات مغناطیسی را که گرمایش انتخابی بافت کوچک و مخفی سرطانی را ممکن می‌سازد به طور نظری مورد بررسی قرار داده و این حقیقت را روشن کردند که نانوذرات مذکور تحت میدان‌های مغناطیسی بزرگ حالت‌های جهت‌گیری منحصر به فردی تشکیل می‌دهند که به ترتیب به تفاوت‌های ظریف محیط موضعی آنها در بافت سرطانی بستگی دارد، و در نتیجه شرایط بهینه گرمایش را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

دکتر هیروآکی مامیا، از موسسه ملی علوم مواد ژاپن و همکارانش مکانیسم
گرمادرمانی سرطان‌ها با استفاده از نانوذرات مغناطیسی را که گرمایش انتخابی
بافت کوچک و مخفی سرطانی را ممکن می‌سازد به طور نظری مورد بررسی قرار داده
و این حقیقت را روشن کردند که نانوذرات مذکور تحت میدان‌های مغناطیسی بزرگ
حالت‌های جهت‌گیری منحصر به فردی تشکیل می‌دهند که به ترتیب به تفاوت‌های
ظریف محیط موضعی آنها در بافت سرطانی بستگی دارد، و در نتیجه شرایط بهینه
گرمایش را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

در گرمادرمانی مغناطیسی هدف‌گیری شده، نانوذرات مغناطیسی که تحت میدان
مغناطیسی متناوب بعنوان دانه‌های گرمایی رفتار می‌کنند، با استفاده از
فناوری دارورسانی به سلول‌های سرطانی منتقل شوند.

 
یک ساختار جهت‌گیری شده از نانوذرات مغناطیسی در گرمادرمانی سرطان، که با مورد
شناخته شده‌ی مگنت‌های معمولی مقایسه شده است. طرح‌های شماتیکی از (a) سوزن یک قطب‌نمای
مغناطیسی که در جهت میدان مغناطیسی زمین جهت‌گیری می‌کند و (b) نانوذرات
فرومغناطیسی تحت تابش‌دهی با یک میدان مغناطیسی فرکانس بالا با شدت کمتر از میدان
مغناطیسی ناهمسانگرد، که در آن نانوذرات در صفحات عمود بر میدان مغناطیسی همخط می‌شوند.
پاسخ مغناطیسی این نانوذرات با استفاده از حل‌های تحلیلی مدل‌ها با در نظر گرفتن
انرژی مغناطواستاتیکی، که در آن می‌توانیم یک قطب‌نمای مغناطیسی را که در جهت میدان
مغناطیسی زمین جهت‌گیری می‌کند تصور کنیم، بطور معمولی محاسبه شده بودند. با
اینحال، گروه دکتر مامیا با در نظر گرفتن این حقیقت که مقدار زیادی گرما در داخل
بافت سرطانی احاطه‌کننده ایجاد می‌شود یک شبیه‌سازی تحت شرایط تقریبا واقعی انجام
دادند و متوجه شدند که حالت جهت‌گیری نانوذرات مغناطیسی بسته به اندازه و شکل
نانوذرات، چسبندگی محیط‌های مجاور، و شرایط تابش‌دهی میدان مغناطیسی متناوب بطور
رؤیایی تغییر می‌کند.

در بین این شرایط، مواردی وجود دارند که در آن هنگامی که یک میدان مغناطیسی فرکانس
بالا با دامنه نسبتا ضعیف تابانده می‌شود، این نانوذرات مغناطیسی برخلاف رفتار
قطب‌نما در صفحات عمود بر میدان مغناطیسی همخط می‌شوند. علاوه بر این، این پژوهش
فاش کرد که خاصیت تولید گرمای نانوذرات مغناطیسی تا حد زیادی با تغییر ساختار پایای
جهت‌گیری تغییر می‌کند.

نتایج بدست آمده از این تحقیق را می‌توان برای بهینه کردن این دانه‌های گرمایی
مغناطیسی و افزاره تابش جهت بهبود درمان سرطان استفاده کرد.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Scientific Reports
منتشر کرده‌اند.