为在甲状腺癌模型仿真研究中探究磁感应热疗的效果,本研究选用亥姆霍兹线圈作为交变磁场发生装置,并以磁流体为磁性加热材料,根据Pennes生物传热方程,在COMSOL有限元仿真软件中进行三维建模,实现电场和温度场的耦合计算,得到磁感应热疗作用于甲状腺癌区域的电磁场和热场分布.仿真实验结果表明,甲状腺癌组织磁感应强度最大值为8 350.86 A/m,感应电场强度最大值为122.764 V/m,最小值为0.758 V/m.当在甲状腺癌组织中加入磁流体后,在外加交变磁场的影响下,组织温度急剧上升,400 s左右体温趋于稳定.肿瘤的中央组织温度为 46.929℃,整个肿瘤温度均在 42℃以上,其周围的健康组织温度均在 42℃以下.本研究将为甲状腺癌磁感应热疗的临床应用提供重要依据.

目的 利用电磁感应加热式Typodont 结合扫描仪,观察关闭间隙时使用滑动法和双钥匙曲法牙列的三维变化,并探索在同一加力方式下,加载不同力值对牙列的影响.方法 在拔除第一前磨牙的标准Typodont上颌模型上黏接托槽,滑动组采用滑动直丝弓技术关闭拔牙间隙,分为平弓组和摇椅组;双钥匙组采用双钥匙曲法关闭间隙,分为前倾组和后倾组.设置 250 g和 300 g两种加载力值.重叠初始和实验后数字模型,分析牙冠标志点三维位移变化.结果 ①矢状向上,平弓组在 250 g力值下与摇椅组U1、前倾组U1、后倾组U3、U7 差异有统计学意义(P<0.05);300 g力值下与摇椅组U7、后倾组U1～U6 差异有统计学意义(P<0.05).力值增加,各实验组的前牙后退量无明显增加;后牙前移量均相应增加,除摇椅组U6、后倾组U7 外(P<0.05),其他后牙变化差异无统计学意义(P>0.05).②在冠唇(颊)舌倾度上,平弓组前牙区冠舌倾程度大于摇椅组,力值增加两组冠舌倾程度均增加.两力值下,所有实验组仅前倾组前牙表现冠唇倾,后倾组前牙在 250 g力值时接近整体后退.加载 250 g时仅摇椅组后牙区冠舌倾,其他 3 组后牙均冠颊倾.300 g时滑动组的U5、U6 牙冠舌倾,U7 牙冠颊倾,双钥匙组后牙均冠颊倾.③垂直向上,平弓组在 250 g力值时除U7 牙压入外前后牙都伸长,300 g力值时后牙伸长量明显增加(U6、U7:P<0.05).摇椅组在 250 g力值时前后牙少量压入,300 g时前牙表现伸长而后牙压入减少.前倾组可明显压低前牙,少量伸长后牙,力值增加前牙压低量减少,后牙伸长量明显增加(P<0.05).后倾组可明显压低后牙,少量伸长前牙,力值增加前后牙变化差异无统计学意义(P>0.05).结论 ①预置摇椅可在一定程度上减少滑动法前牙冠舌倾程度、后牙前移及伸长量.双钥匙曲法预置后倾弯可获得较强的后牙支抗,预置前倾弯可获得较强的前牙支抗,前、后倾可差异性地压低前、后牙,并利于内收过程中前牙冠舌倾的控制.②使用较大的力值并未见前牙内收量增加,但对后牙支抗及前牙转矩的控制有不利影响.

目的 结合传统热疗理念与磁感应技术,原创性用磁热疗法治疗膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)并探索其机制,以建立具有现代医学特色的KOA治疗新方法.方法 建立大鼠原发性 KOA 模型,并构建以涡旋磁氧化铁纳米环为平台的高效磁热疗介质,在低强度磁场条件下对 KOA病灶部位进行精准控温加热,通过痛觉、膝关节组织病理学、膝关节形态和MicroCT显微骨结构变化等临床指标检测及血清炎症因子含量测定等,观察磁热治疗KOA的疗效及机制.结果 经磁热治疗后大鼠的机械痛阈值相比模型组提高了约 48.9%,关节囊和滑膜组织充血、水肿及软骨表面磨损程度较模型组均明显减轻,Mankin及 OARSI评分分别降低了约 33%和 20%,MicroCT结果显示软骨下骨的硬化程度有所改善,血清中炎症因子含量降低.结论 利用涡旋磁氧化铁纳米环设计并构建高效磁热疗纳米制剂,应用于KOA的治疗有确切疗效,其机制与抑制炎症因子有关.

目的:构建体外K2p 9.1(TASK-3)通道过度表达的非洲爪蟾卵母细胞模型;建立外部和磁感应加热2种加热方法,研究其对载汉防己甲素磁性纳米粒中药物释放行为的影响,进一步研究药物及载药磁性纳米粒对TASK-3通道电流的影响.方法:制备载汉防己甲素的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)磁性纳米粒,采用RP-HPLC考察外部和磁感应加热2种方法对药物释放的影响.采用双电极电压钳技术研究了汉防己甲素、Fe3O4-PLGA纳米粒和Tet-Fe3O4-PLGA纳米粒及运用磁感应加热诱导药物释放对卵母细胞表面TASK-3通道电流的影响.结果:药物释放量与速率呈现温度依赖性,汉防己甲素对Xenopus oocytes表面TASK-3通道电流有明显抑制作用并呈现剂量依赖性,未载药的PLGA磁性纳米粒对TASK3通道电流不产生影响,而Tet-Fe3O4-PLGA NPs在2种加热体系下均显示出对TASK-3通道明显的抑制作用.结论:Tet-Fe3O4-PLGANPs在磁感应作用下能可控性增加汉防己甲素对TASK3通道电流的阻滞作用,这种应激响应性药物递送系统有望成为基于双孔钾通道K2p9.1靶向治疗的新方法,并有可能用于其他各种癌症治疗.

本文以线性响应理论为基础,在有限元软件COMSOL中建立了基于大鼠肝癌的磁感应热疗(MFH)模型.通过对四氧化三铁(Fe3O4)、钴化铁(FeCo)、面心立方晶格铂化铁(fccFePt)和L10相铂化铁(L10FePt)共4种磁介质参数的分析,研究了弛豫机制下,磁介质半径的变化对损耗功率和温度场的影响.同时,提出了针对不同磁介质参数的优化方法,并对4种磁介质的适用场合给出建议.本文通过尽可能地提高磁介质的损耗功率,可以降低治疗时所需的磁介质剂量,从而减小对肿瘤组织周围正常组织的不良影响.本文结果可为应用于磁感应热疗的磁介质制备提供参考.

目的:研究超声微泡运载基因磁性脂质造影剂联合磁感应热疗对肝癌HepG2细胞增殖活性的影响.方法:将HepG2细胞随机分为A组、B组和C组,A组加入1640培养液,B组加入超声微泡运载基因磁性脂质造影剂,C组在B组基础上置于高频加热器平板线圈上1 h,分析3组对肝癌HepG2细胞增殖活性的影响.结果:运载基因磁性脂质超声微泡显微镜下观察超声微泡大小均一,分布均匀,激光激发后周围呈现绿色荧光,体外靶向与肝癌HepG2细胞紧密结合;磁场强度恒定条件下,运载基因磁性脂质超声微泡升温能力与Fe3O4磁性纳米粒子浓度呈正相关;B组和C组与A组相比较对肝癌细胞HepG2增殖均有抑制作用,其差异有统计学意义(x2=4.015,x2=16.281;P<0.05);B组和C组凋亡率显著高于A组,且C组凋亡情况最为显著,其差异有统计学意义(x2=20.318,x2=40.549;P<0.001).结论:制备的可以携带目的基因的超声场及磁场的双靶向超声微泡,对肿瘤进行磁感应热疗,可提高转染效率,有效抑制肝癌HepG2细胞增殖,为肿瘤靶向治疗提供新思路.

磁性微球是一种具有磁响应性的复合功能材料.以共沉淀法制备的Fe3O4纳米颗粒为铁磁性原料,通过溶剂挥发法制备Fe3O4/PLGA磁性高分子复合微球.光镜及扫描电镜观察微球形貌并测定元素组成,确定合成了粒径约为15 μm的磁性高分子复合微球;激光共聚焦观察磁性微球孔洞结构;Micro-CT及紫外可见分析碘及罗丹明B的吸附释放行为;并且研究了该磁性微球的磁化性能及交流磁热效应.研究表明,该高分子磁性微球具有超顺磁性,其饱和磁化强度为33.9 emu/g Fe.所制备的磁性多孔PLGA微球,能够通过吸附而负载水溶性CT造影剂、荧光分子等成像或药物试剂,并且具有磁感应加热功能,为发展多功能诊疗微球提供了依据.

将传统火针与现代医疗器械相结合,研制出一种多参数可控的自动化火针医疗器械.采用枪式外形便于手持操作;采用电磁感应加热针体;通过刻度旋钮控制针刺深度;采用电磁弹射结合弹簧复位,精确控制留针时间;使用可更换的一次性无菌单针或多针针头,达到适形、高效、防止感染的目的.以上设计与整体流程控制系统相结合,实现针体温度、针刺密度、进针深度、留针时间精确可控,同时兼具操作简便、快速、无菌、效率高、适形性、可视化等优点.本研究进一步在大鼠上测试了自动化火针对皮肤损伤和毛发生长的影响,结果显示各参数的精确可控对治疗的安全性控制和有效性提高都具有明显的优势,为下一步系统评价其安全性和有效性打下了坚实的工作基础.