Dr. Hiroaki Mamiya, een senior onderzoeker van de Neutron Scattering Group, Kwantumstraaleenheid, Nationaal Instituut voor Materiaalkunde, Japan, in samenwerking met Prof. Balachandran Jeyadevan van de School of Engineering aan de Universiteit van Shiga Prefecture hebben theoretisch het mechanisme van hyperthermische potentiëring van kankers onderzocht met behulp van magnetische nanodeeltjes, die selectieve verwarming van verborgen microkankerweefsel mogelijk maakt, en verduidelijkte het feit dat de nanodeeltjes onder grote magnetische velden unieke georiënteerde toestanden vormen, afhankelijk van respectievelijk subtiele verschillen in hun lokale omgeving in het kankerweefsel en beïnvloeden bijgevolg de optimale verwarmingsomstandigheden.

Magnetische thermotherapie van kankers heeft weinig bijwerkingen en actief onderzoek naar deze techniek, samen met immunotherapie, is nu in ontwikkeling als vierde behandelmethode, na een operatie, radiotherapie, en chemotherapie. Vooral, deze techniek is effectief tegen microcarcinomen die aan detectie ontsnappen. Bij gerichte magnetische hyperthermiebehandeling van kankers, magnetische nanodeeltjes (magneten in nanoformaat) die fungeren als thermische zaden onder een wisselend magnetisch veld, worden met behulp van medicijnafgiftetechnologie naar kankercellen getransporteerd. Echter, er inconsistenties zijn tussen experimentele resultaten en voorspellingen van de hoeveelheid warmte die wordt gegenereerd door de magnetische nanodeeltjes op basis van de bestaande eenvoudige modellen, en dit is een groot obstakel geweest om het ontwerp van magnetische deeltjes voor praktische toepassing te optimaliseren.

conventioneel, de magnetische respons van nanodeeltjes was berekend met behulp van analytische oplossingen van de modellen die rekening houden met magnetostatische energie, waar we ons kunnen voorstellen dat een magnetisch kompas in de richting van het aardmagnetisch veld wijst. Echter, Het team van Dr. Mamiya voerde een simulatie uit onder bijna werkelijke omstandigheden, gezien het feit dat een grote hoeveelheid warmte wordt afgevoerd naar het omringende kankerweefsel en ontdekten dat de georiënteerde toestand van de magnetische nanodeeltjes drastisch verandert, afhankelijk van de grootte en vorm van de nanodeeltjes, de viscositeit van hun omgeving, en de bestralingsomstandigheden met wisselend magnetisch veld. Onder die voorwaarden, er zijn gevallen waarin de magnetische nanodeeltjes uitgelijnd zijn in vlakken die loodrecht op het magnetische veld staan, in tegenstelling tot magnetisch kompas wanneer een hoogfrequent magnetisch veld met een relatief zwakke amplitude wordt bestraald. Verder, uit dit onderzoek bleek ook dat de eigenschap van warmteopwekking van de magnetische nanodeeltjes grotendeels varieert met de verandering van de stabiele oriëntatiestructuur.

Zodra de kennis die in dit onderzoek is opgedaan, is geverifieerd en vastgesteld met behulp van een in-situ-observatietechniek waarbij gebruik wordt gemaakt van een kwantumstraal met een hoog doordringend vermogen, het zal mogelijk zijn om de magnetische thermische zaden en het bestralingsapparaat te optimaliseren voor de kenmerken van het te behandelen carcinoom. Dit zal een belangrijke stap vooruit zijn naar de praktische toepassing van hyperthermiebehandeling van kankers met behulp van magnetische nanodeeltjes.

Deze onderzoeksprestatie wordt op 15 november bekendgemaakt, 2011 in de online editie van Wetenschappelijke rapporten , dat is een open access tijdschrift van de Nature Publishing Group.