同濟大學醫學院及附屬東方醫院成昱教授團隊發現，基於鐵氧體材料的微磁力和磁熱可協同程序化調控腫瘤細胞活性氧（reactive oxygen species， ROS）的產生，實現了磁力熱物理協同治療（mechanical-thermal induction therapy，MTIT），為深層腫瘤根除提供了物理與生化協同治療的新模式。此研究成果5月9日在線發表於Advanced Science雜誌。論文的第一作者是博士研究生吳交交，通訊作者是成昱教授。
早在2000多年前，我們的祖先就發現了磁現象。磁場是一種安全且時空可控的物理手段，在生命醫學領域有廣泛應用。磁感應物質可將外加磁場能量轉化為熱能或機械能，有望為腫瘤提供一種簡單又有效的治療手段。如何兼顧磁物理治療的有效性和安全性，是其臨床轉化面臨的巨大挑戰。
此項研究以60 nm鋅摻雜氧化鐵納米方塊為磁感應器，分兩個關鍵階段接收磁場信號進行腫瘤治療。第一階段是超低頻磁力增敏，磁性材料在15 Hz旋轉磁場下產生類似「渦旋」的機械力破壞細胞亞細胞結構，調控細胞內的ROS水平，提高腫瘤細胞的敏感性；第二階段是高頻磁熱治療，磁性材料在375 kHz交變磁場下產熱，對腫瘤細胞的ROS進一步調控，從而實現低熱（42-43.5 ℃）治療。在腦膠質瘤和乳腺癌動物模型中，採用MTIT治療的小鼠腫瘤完全消失，實現了令人欣喜的抗腫瘤治療效果。
磁力熱療（MTIT）調控腫瘤細胞內ROS示意圖
醫學專家表示，萬物之始，大道至簡」，這種基於簡單的磁感應材料，通過雙頻磁場的智能調控，可實現對細胞的力、熱及生化信號的遠程調控，為深層腫瘤治療提供了更加簡單、有效的物理治療方案。
成昱教授團隊紮根微磁力調控的基礎研究和轉化醫學，近年來已分別在Advanced Materials (2018， 2020) 、Advanced Science (2020) 、Small (2020) 、Angewandte Chemie International Edition (2020) 、Theranostics (2017)、Journal of Controlled Release (2016)等重要學術雜誌發表一系列論文，並自主研發微磁力調控設備，積極進行微磁力產業化和臨床應用對接。
此項研究工作得到同濟大學腦與脊髓臨床研究中心、附屬東方醫院的大力支持，並獲得了國家自然科學基金、上海市教委科研創新計劃重大創新項目、中央高校經費、同濟大學教育發展基金、上海藍十字腦科醫院的資助。
論文連結：https://doi.org/10.1002/advs.201902933