近日,中國科學(xué)院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心的張欣研究員課題組利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)大科學(xué)裝置,在20T級(jí)強(qiáng)磁場(chǎng)生物安全性方面取得全新進(jìn)展,首次報(bào)道了20T級(jí)以上強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)正常小鼠的主要生理生化指標(biāo)等的影響,相關(guān)成果在線發(fā)表于國際神經(jīng)成像領(lǐng)域頂級(jí)期刊《神經(jīng)圖像》(?Neuroimage?)。?
隨著科技的發(fā)展,為提高組織分辨率和成像功能,醫(yī)院內(nèi)應(yīng)用于核磁共振掃描儀(MRI)的穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)強(qiáng)度已從最初的0.5T普遍提升到了1.5T或者3T。近幾年來,不僅7T?MRI被批準(zhǔn)進(jìn)入臨床,9.4T?MRI也進(jìn)行了多項(xiàng)臨床前測(cè)試,并且21.1T的研究型小口徑MRI也開始進(jìn)行鼠類腦部成像。然而,由于10T以上強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)備的相對(duì)短缺,穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)生物安全性的研究目前十分缺乏,而20T以上強(qiáng)磁場(chǎng)安全性的研究則接近空白。因此,探索穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)尤其是20T以上強(qiáng)磁場(chǎng)的生物安全性對(duì)更高場(chǎng)MRI的開發(fā)和臨床應(yīng)用具有重要的科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。?
本研究領(lǐng)域需要考慮的因素包括磁場(chǎng)強(qiáng)度、處理時(shí)間等。團(tuán)隊(duì)成員前期進(jìn)行了小規(guī)模的實(shí)驗(yàn),檢測(cè)了3.7-24.5T強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)荷瘤小鼠的影響,處理時(shí)長9小時(shí),可以對(duì)腫瘤生長產(chǎn)生一定的抑制作用。雖然小鼠的大多數(shù)生理生化指標(biāo)無顯著異常,但是其肝臟受到了強(qiáng)磁場(chǎng)的影響(文章鏈接:https://doi.org/10.1088/1674-1056/27/11/118703)?;谇捌诘膶?shí)驗(yàn)基礎(chǔ),團(tuán)隊(duì)成員降低磁場(chǎng)強(qiáng)度,縮短磁場(chǎng)處理時(shí)間,采用112只C57BL/6J正常小鼠,在3.5-23T強(qiáng)磁場(chǎng)下、處理時(shí)長由原來的9小時(shí)縮短為2小時(shí),之后繼續(xù)正常飼養(yǎng)三周,全面系統(tǒng)地檢測(cè)了其生物安全性。通過病理切片、血常規(guī)檢測(cè)和血液生化分析等,發(fā)現(xiàn)本次3.5-23T強(qiáng)磁場(chǎng)/2小時(shí)處理時(shí)長并未對(duì)小鼠的主要臟器(心、肝、脾、肺、腎),血常規(guī)指標(biāo)以及肝腎功能、脂質(zhì)代謝和離子濃度等主要生理指標(biāo)造成明顯危害。雖然23T處理組小鼠的攝食和體重增長受到了一定影響,但是21.9T及以下的強(qiáng)磁場(chǎng)則無明顯影響。此項(xiàng)研究對(duì)界定強(qiáng)磁場(chǎng)生物安全界限,開拓強(qiáng)磁場(chǎng)在醫(yī)療和儀器設(shè)備等領(lǐng)域中的應(yīng)用都具有積極的指導(dǎo)意義。?
????本研究由博士后田小飛和博士生王冬梅共同完成,獲得科技部重點(diǎn)研發(fā)、國家自然科學(xué)基金、合肥物質(zhì)科學(xué)中心等項(xiàng)目的支持。?
全文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.05.070。
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3.5-23T穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)處理小鼠兩小時(shí)總體來講比較安全。雖然23T對(duì)其攝食和體重增長有一定影響,但21.9T及以下則無影響。