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          MagneTherm™磁流體熱療測試系統

         

        MagneTherm™磁流體熱療測試系統

        產品簡介:

              MagneTherm™磁流體熱療分析系統是Nanotherics 公司的一種高精度磁流體熱療測試系統該系統通過控制表面功能化的磁性納米顆粒產熱用于熱療治療。MagneTherm™磁流體熱療分析系統使用交變磁場(AMF)和磁納米顆粒(MNPs)作為腫瘤和其他細胞的加熱方法,通過施加一定強度的交變磁場,磁性微粒在交變磁場作用下能吸收電磁波能量轉化為熱能,系統控制熱能局限于腫瘤組織,可導致細胞的凋亡及壞死,從而實現對腫瘤的熱療和相關研究。該系統還能控制納米磁流體運動的組織靶向性和細胞特異靶向性,進行細胞外和細胞內多重磁流體熱療分析。

        Magnetherm 磁流體熱療系統技術特征:

         臺式裝置,占用較小的工作面積,可選配不同模塊進行研究

         擁有高達25 毫特斯拉(mT)的磁場強度,且磁場強度可變。


          10 種不同的標準頻率,頻率范圍從50 千赫茲至1 兆赫茲,包括110 kHz, 168 kHz, 176 kHz, 262 kHz, 335 kHz,474kHz, 523 kHz, 633 kHz,739 kHz, 987 kHz。

            

            magneTherm ™有超過安全和可耐受的磁場劑量,而且具有很大的靈活性,方便研究者根據要求改變頻率和場強來應用不同的細胞和組織體系?梢詫毎ㄙN壁或懸浮液)和三維細胞培養體系進行磁流體熱療分析。

        技術原理:

           通過控制納米尺度的磁性顆粒定位于腫瘤組織,然后施加一外部交變磁場,使材料因產生磁滯、馳豫或感應渦流而被加熱,這些熱量再傳遞到材料周邊的腫瘤組織中,使腫瘤組織溫度超過42℃并導致細胞的凋亡及壞死,從而實現對腫瘤的治療。

        MagneTherm™磁流體熱療測試系統殺傷腫瘤細胞的主要原理有:

        1)高溫使瘤細胞線粒體膜的流動性改變,破壞DNA 合成所需的酶系導致瘤細胞死亡;

        受熱后腫瘤組織的pH 值降低,增加了對瘤細胞的殺傷作用;

        2)腫瘤血管不規則,散熱能力低,增加了高溫作用于腫瘤組織的選擇性,增加了NK

        胞的活性,NK 細胞無須經腫瘤抗原激活就有殺傷腫瘤細胞活性,其殺傷作用主要通過其表

        面的腫瘤細胞受體與腫瘤細胞相結合,釋放溶細胞素。

        3)促進樹突狀細胞(DC)的成熟,未成熟的樹突狀細胞是成熟樹突狀細胞的前體,具有

        強大的抗原攝取能力。但因其表面表達低水平的MHCⅠ、及共刺激分子,因而不能有效

        地將抗原提呈給T 淋巴細胞,對T 細胞的刺激能力降低。成熟的樹突狀細胞能夠顯著刺激

        初始樹突狀細胞細胞進行增值,因此樹突狀細胞是機體免疫應答的始動者。

        4)磁流體熱療還能增加腫瘤細胞表面MHCⅠ表達,從而激活了T 細胞介導的抗腫瘤免

        疫反應。

        應用領域:

        ü  小動物腫瘤治愈

        ü  腫瘤細胞研究

        ü  磁性納米顆粒合成

        ü  藥劑學

        ü  熱休克蛋白

        ü  藥物釋放

        ü  藥理&生化學家

         

        應用案例

        1.     腫瘤治療研究

        熱療正成為繼手術、放療、化療和免疫療法后出現的第五種癌癥治療手段。目前已在臨床上得到應用,但是由于其加熱受到部位和組織的限制,而且對腫瘤的加熱也不均勻,嚴重影響了熱療的效果。已有的研究表明,磁熱療可以起到很好的組織內靶向熱療作用,而且也不受腫瘤體積和部位的影響,特別是近年來還發現磁熱療具有熱旁觀者效應,從而引起人們的廣泛關注,熱療用的不同磁性材料更成為國內外的研究熱點。

        2.     熱休克蛋白研究

        熱療聯合化療藥物能提高機體的免疫功能,避免放、化療的毒副作用。熱休克蛋白(heat shock protein ,HSP),主要參與腫瘤抗原的加工呈遞,可作為抗原呈遞分子直接將腫瘤的抗原肽呈遞給T 細胞,激發T 細胞介導的細胞免疫,其中HSP70 最為引人關注。機體免疫能力和腫瘤之間的作用是相互的,一方面機體免疫影響腫瘤的發展,另一方面腫瘤也能改變機體的免疫功能。對于惡性腫瘤的治療,除外科手術外,化療和放療也是目前最主要的治療方法。但化、放療除耐藥性及劑量受限外,它們在殺傷腫瘤的同時,正常組織和細胞也受到損傷,甚至引起致死性并發癥。

        3.     藥物釋放控制研究

        控制藥物釋放的技術可以保證藥物緩慢長期的效用,保持最優血液中藥物濃度,從而達到最佳的治療效果。其優點在于利于藥物吸收和新陳代謝,優化療法的效果。通過控制獨特的納米微粒攜帶藥物輸送技術,可以更有效的藥物控制釋放,將藥物滲透到實體腫瘤,通過利用磁性納米粒藥系統結合磁流體熱療分析可以控制藥物釋放使得藥物在定點區域殺傷靶標癌細胞。

        4.     磁性納米顆粒介導的生物膜處理

        細菌群落附著到表面上,通過分泌細胞外聚合物基質形成生物膜。生物膜的形成提供了病原性細菌對抗生素的抗性,還會促進微生物慢性感染的發展。超順磁性氧化鐵納米顆粒( SPIONs )的應用可以顯著降低治療的生物材料介導的感染幾率。SPIONs 的磁性靶向性,可允許它們滲透到生物膜內部,通過使用交流磁場加熱降低細菌群落的生存能力。這種處理是非常有效的,特別是對抗生素耐藥菌株和抗生素抗性生物膜的治療中已經顯示出其應用前景。

         

        Magnetherm 規格參數:

         1. 包括直流電源供應系統,函數信號發生器,示波器

        2. 直流電源供應系統:24cm (W) x 32cm (D) x 13cm (H)

        3. 函數信號發生器:22cm (W) x 29cm (D) x 10cm (H)

        4. 示波器:35cm (W) x 44cm (D) x 17cm (H)

        5. 17 匝線圈,9 匝線圈加熱線圈

        6. 溫度探頭( T 型熱電偶)

        7. 直流穩壓電源

        8. 聚苯乙烯試管樣品

        9. 管線和墊片,冷卻水連接管,連接電纜

         

        文獻列表

        1.     Pankhurst, Q.A., Connolly, J., Jones, S.K. and Dobson, J.J., 2003. Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine. Journal of physics D: Applied physics, 36(13), p.R167. doi: 10.1088/0022-3727/36/13/201 (IF: 2.772)

        2.      Krishnan, K.M., 2010. Biomedical nanomagnetics: a spin through possibilities in imaging,diagnostics, and therapy. Magnetics, IEEE Transactions on, 46(7), pp.2523-2558. doi:10.1109/TMAG.2010.2046907 (IF: 1.277)

        3.     Khandhar, A.P., Ferguson, R.M. and Krishnan, K.M., 2011. Monodispersed magnetite nanoparticles optimized for magnetic fluid hyperthermia: Implications in biological systems. Journal of applied physics, 109(7), p.07B310. doi: 10.1063/1.3556948 (IF: 2.101)

        4.     Paolella, A., George, C., Povia, M., Zhang, Y., Krahne, R., Gich, M., Genovese, A., Falqui, A., Longobardi, M., Guardia, P. and Pellegrino, T., 2011. Charge transport and electrochemical properties of colloidal greigite (Fe3S4) nanoplatelets. Chemistry of Materials, 23(16), pp.3762- 3768. doi: 10.1021/cm201531h (IF: 9.407)

        5.     Khandhar, A.P., Ferguson, R.M., Simon, J.A. and Krishnan, K.M., 2012. Enhancing cancer therapeutics using size-optimized magnetic fluid hyperthermia. Journal of applied physics, 111(7), p.07B306. doi: 10.1063/1.3671427. (IF: 2.101)

        6.     Khandhar, A.P., Ferguson, R.M., Simon, J.A. and Krishnan, K.M., 2012. Tailored magnetic nanoparticles for optimizing magnetic fluid hyperthermia. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 100(3), pp.728-737. doi: 10.1002/jbm.a.34011 (IF: 3.263)

        7.     Roca, A.G., Wiese, B., Timmis, J., Vallejo-Fernandez, G. and O'Grady, K., 2012. Effect of frequency and field amplitude in magnetic hyperthermia. Magnetics, IEEE Transactions on, 48(11), pp.4054- 4057. doi: 10.1109/TMAG.2012.2201459 (IF: 1.277)

        8.     Armijo, L.M., Brandt, Y.I., Mathew, D., Yadav, S., Maestas, S., Rivera, A.C., Cook, N.C., Withers, N.J., Smolyakov, G.A., Adolphi, N.L., Monson, T.C., Huber, D.L., Smyth, H.D. and Osiński M., 2012. Iron oxide nanocrystals for magnetic hyperthermia applications. Nanomaterials, 2(2), pp.134-146. doi:10.3390/nano2020134 (IF: 2.690)

         

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