Natuurkundigen van de Universiteit van York hebben nieuw onderzoek gedaan naar de werking van het verhittingseffect van een experimentele kankerbehandeling.

Magnetische hyperthermie wordt gezien als een aantrekkelijke benadering voor de behandeling van bepaalde vormen van kanker, omdat het geen bekende bijwerkingen heeft in vergelijking met meer conventionele therapieën zoals chemotherapie. Het is bijzonder geschikt voor de behandeling van prostaatkanker en hersentumoren. Echter, tot nu toe was er geen duidelijk theoretisch begrip van hoe het eigenlijk werkt.

Behandeling door magnetische hyperthermie omvat het rechtstreeks injecteren van magnetische nanodeeltjes in een tumor en vervolgens het plaatsen van de patiënt in een machine die een wisselend magnetisch veld produceert. De nanodeeltjes oscilleren en warmte wordt geproduceerd in het tumorweefsel. Wanneer de temperatuur boven de 42ºC stijgt, beginnen de cellen af ​​te sterven. Van dit verwarmingsproces is aangetoond dat het de tumorgrootte vermindert.

De studie, door onderzoekers van het Department of Physics and Liquids Research Ltd van de Universiteit van York, van Bangor, Noord Wales, toonde aan dat de hoeveelheid warmte die wordt gegenereerd door magnetische nanodeeltjes kan worden begrepen wanneer zowel de fysieke als hydrodynamische grootteverdelingen voor de monsters met hoge nauwkeurigheid bekend zijn.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in de Journal of Physics D:Applied Physics als een snelle communicatie.

Hoofdauteur Dr Gonzalo Vallejo-Fernandez, van de afdeling Natuurkunde van York, zei:"Hoewel klinische onderzoeken het potentieel van magnetische nanodeeltjes voor de behandeling van kanker hebben aangetoond, de mechanismen waarmee de warmte wordt gegenereerd zijn niet volledig begrepen. Dit begrip is van cruciaal belang om deeltjes te produceren met geoptimaliseerde eigenschappen voor specifieke toepassingen met een minimale dosis."

Voorheen was de gegenereerde warmte onmogelijk te voorspellen omdat er verschillende mechanismen bij betrokken waren. Het nieuwe werk heeft de mechanismen geïdentificeerd en gekwantificeerd, zodat het werk nu kan beginnen om de dosering te bepalen die nodig is voor een effectieve behandeling.

Dr. Vallejo-Fernandez zei:"Door onze studie hebben we de eerste uitgebreide beoordeling gemaakt van hoe het verwarmingseffect bij magnetische hyperthermie werkt. We bevinden ons nu in een positie waarin we verder kunnen werken om de dosis magnetische nanodeeltjes en de lengte van behandeling nodig."

Voor de studie, de onderzoekers gebruikten magnetische nanodeeltjes geproduceerd door een nieuwe techniek van Liquids Research Ltd, die werd ontwikkeld in het kader van het EU-project MULTIFUN (Multifunctional Nanotechnology for Selective Detection and Treatment of Cancer). De nanodeeltjes zijn zeer uniform van grootte en goed gescheiden, waarmee gedetailleerde experimenten konden worden uitgevoerd die in grote lijnen de nauwkeurigheid van de berekeningen bevestigden.

Dr Vijay Patel, Directeur van Liquids Research Ltd, zei:"De ontwikkeling van deze nieuwe theorie viel samen met ons werk aan het nieuwe proces om de nanodeeltjes te fabriceren, waardoor we bijna ideale deeltjes voor deze toepassing kunnen 'ontwerpen'."