本发明专利技术公开了一种非接触式抑制动物肿瘤旋转磁场实验装置及抑制方法，该装置包括磁体单元、磁体旋转支撑单元、动力驱动单元和动物盘。装置磁体单元采用上下两组磁体空间相对排布并进行旋转处理的方式，将磁体固定于上下排布固定的旋转支撑臂内，可方便地根据实验所需磁场强度来调节支撑臂间距，即可提供0～5T磁场强度，并且上下相对排布的磁体能够使放置实验动物区域磁场强度分布更加均匀，即可有效的降低实验误差，使实验数据的可信度得到保障。同时旋转支撑臂可灵活拆卸固定盖，可以设定多种不同磁极加载模式，进而可按实验需求磁场方向设置磁体磁极方向，解决了现有旋转磁场动物装置磁场分布不均匀以及无法系统性筛选抑制肿瘤有效参数等问题。肿瘤有效参数等问题。肿瘤有效参数等问题。
【技术实现步骤摘要】
一种多参数控制的非接触式旋转磁场治疗动物肿瘤的装置
[0001]本专利技术属于机械与生物医学领域，涉及一种以非接触式的抑制动物肿瘤旋转 磁场处理装置及利用该装置抑制动物肿瘤生长的方法，具体涉及磁场生物医学实 验装置可用于肿瘤物理治疗及研究，该装置搭载两组磁极方向相对且间隔一定距 离的磁体绕圆心做圆周运动，通过调节支撑及控制驱动系统即可实现筛选旋转磁 场抑制肿瘤的关键参数，进而利用该装置来抑制肿瘤的生长。
技术介绍
[0002](1)恶性肿瘤的危害及治疗进展
[0003]癌症至今仍是严重危害人类生命健康的重症，根据世界卫生组织国际癌症研 究中心报告显示，2021年全球新发癌症1929万多例，995万多例癌症患者死亡， 分析发现在112个国家年龄低于70岁的人群中，癌症是导致人类死亡的第二大 原因
[1]。随着恶性肿瘤的发病率不断增加，现阶段尚无治疗恶性肿瘤的标准临床 方案，多采用手术疗法、化疗、放疗、靶向疗法、内分泌疗法等，临床上一般采 取外科手术切除联合放化疗等疗法，但在治疗过程中，患者会出现脱发、厌食、 呕吐、发热、感染、贫血、消化道和脏器毒性以及放射治疗区的皮肤损伤等不同 程度的副作用
[2]，甚至有些不良反应会伴随终身，严重影响患者的生活质量，因 此亟待开发新的治疗途径。
[0004](2)物理治疗方案——磁场
[0005]随着现代精准医学的发展及研究不断深入，以及新方法、新技术的出现和应 用，提出了一些新的治疗理念——物理治疗。目前，物理治疗越来越多地渗透到 肿瘤治疗领域，主要包括电、磁、冷、激光、超声、电容、射频消融、微波凝固、 全身热疗等
[3,4]，新型治疗设备不断涌现，如伽玛刀、托姆刀、海扶刀、诺力刀、 质子刀、氩氦刀、超声聚焦刀等。其中，磁场由于其具有非侵入性，具有相对较 好的安全性受到了越来越多的关注，并随着磁生物效应研究的不断深入，磁场已 经逐步应用于临床，并有良好的疗效，例如止痛
[5]、抗炎消肿
[6]、促进创伤愈合
[7]、 促进神经再生
[8]、修复骨坏死
[9]以及调节肌肉功能
[10]等。
[0006]自上世纪70年代以来，磁场对肿瘤细胞的影响已被国内外众多实验证实 [11,12]。如1999年，Pacini等人研究发现，使用0.2T稳态磁场处理人乳腺癌细胞 MCF
‑
748h后，能够抑制细胞增殖
[13]；Luo等人研究发现，使用1T稳态磁场处 理宫颈癌细胞HeLa、人结肠癌细胞HCT
‑
116、人鼻咽癌细胞CNE
‑
2Z以及人乳 腺癌细胞MCF
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772h后，能显著抑制细胞增殖与迁移能力
[14]；Zhang等人研究 发现，使用9T稳态磁场处理人结肠癌细胞HCT
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11672h后，显著抑制了细胞增 殖
[15]；Tian等人研究发现，将三种肿瘤细胞(人类胃肠道间质瘤细胞GIST
‑
T1、 人类乳腺癌细胞MCF
‑
7、人类结肠癌细胞HCT
‑
116)暴露于0.2～0.5T静磁场中 2天，三种肿瘤细胞的增殖显著被抑制
[16]。这些研究发现，磁场能够不同程度地 影响细胞的增殖和分化等，同时近年来随着生物磁学技术的发展，应用磁场治疗 恶性肿瘤也越来越受到学者的关注。
[0007]由于磁场参数各异性会导致磁场生物学效应的差异，因而磁场属性及其与疾 病
治疗的相关性是目前研究的重点方向。根据磁场是否随时间变化的特征可将磁 场分为两种主要类型：稳态磁场和动态磁场。目前大部分研究集中于稳态磁场的 生物学效应，但即使是参数较少的稳态磁场，也会因磁场强度、梯度、处理方式 和样品类型等的差异而产生完全不同的影响
[17
‑
19]。目前研究人员所使用的稳态磁 场强度不断增大，Tian等人研究发现，用23T稳态磁场处理荷瘤小鼠，发现曝 磁组小鼠肿瘤体积显著减小，但是摄食和体重增长速率相较对照组显著减少
[20]。 因此推测，高强度稳态磁场可能会对人体造成危害，同时随着磁场强度的增加， 磁装置的体积也随之迅速增大，造价也十分昂贵，严重制约了其在临床治疗中的 应用。
[0008](3)旋转磁场的应用潜力
[0009]动态磁场是磁场方向和强度随处理时间变化的磁场，相较于稳态磁场，动态 磁场可变参数较多，如磁场强度、方向、梯度和频率等。目前所使用的动态磁场 类型也非常多，其中旋转磁场显示出良好的临床应用前景，在细胞、动物与人体 都可以显著抑制肿瘤生长。旋转磁场可由电磁场产生或旋转的永磁铁产生，其所 使用的频率普遍较低，避免了高频磁场所产生的热效应损伤。Wang等人研究发 现，旋转磁场处理可以显著抑制多种肿瘤细胞的生长
[21]。此外，韩俊庆等人研究 表明，通过使用ZCX型旋转磁场治疗仪，在不同磁场强度条件下对32例晚期恶 性肿瘤患者进行治疗，治疗中患者未出现不良反应或并发症，且治疗后1年内均 未出现肿瘤局部复发
[22]。随后，韩俊庆等人再次使用ZCX型旋转磁场治疗仪对 137例晚期恶性肿瘤患者进行治疗，结果显示20.4％的患者病情有显著改善，临 床治疗有效率为39.4％，并显著提高了患者生存率
[23]。郑春秀等人研究发现，通 过采用低频旋转磁场肿瘤对100例恶性肿瘤患者进行治疗，其治疗有效率为 54％
[24]。Sun等人研究发现，使用旋转磁场对13例晚期非小细胞肺癌患者进行 治疗，连续6～10周后，患者1年和2年生存率分别为31.7％和15.9％，相比于 化疗，旋转磁场无毒副作用，其中9例(69.2％)患者曝磁治疗期间体力显著增 强，这说明旋转磁场可作为一种有效、安全的新型治疗方式，在肿瘤的临床治疗 方面存在巨大的潜力
[25]。
[0010]目前在生物医学相关的研究中，按照磁场提供方式，现有的旋转磁场动物实 验装置可分为永磁铁和电磁线圈两大类，电磁场装置工作过程会产热从而对实验 造成较大的干扰，因此目前大部分装置仍采用永磁体提供磁场。现有的旋转磁场 动物装置一般将单块或一组永磁体固定方向后安装于旋转盘上，通过驱动旋转盘 提供单方向且磁场强度不均匀的旋转磁场，同时仅能通过调节动物饲养盘和单侧 旋转臂的高度差来改变磁场强度。因此，目前的旋转磁场装置主要有两个缺点： (1)永磁体安装固定后较难调换磁极，这样造成了磁场处理方向单一；(2)磁 场分布不均匀，会使实验出现误差。因此，急需可为实验动物提供多种磁场处理 方式，并且磁场分布均匀的旋转磁场装置。
[0011]参考文献：
[0012][1]Sung H,Ferlay J,Siegel R L,et al.Global cancer statistics 2020:GLOBOCANestimates of incidence and mortality worldwide for 36ca本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非接触式抑制动物肿瘤旋转磁场实验处理装置，其特征在于：包括动力驱动单元、动物盘(7)和至少两组的磁体单元；动力驱动单元的一端连接两组磁体旋转支撑单元(30)并控制其轴向旋转，两组磁体旋转支撑单元位于动物盘(7)的上下两侧，每组磁体旋转支撑单元(30)包含有径向两侧设置有孔槽(31)的磁体支撑臂底板(3)和用于将孔槽(31)封闭的固定盖(4)，每组磁体单元的两个磁体分别安装上下两侧的孔槽(31)内，所述两组磁体旋转支撑单元(30)之间设置有带有螺母的螺杆(6)，所述螺杆的两端分别穿过上下两侧的磁体旋转支撑单元使上下两侧的磁体位置相互对应，所述螺母通过螺旋移动控制两个磁体旋转支撑单元之间的距离。2.根据权利要求1所述的非接触式抑制动物肿瘤旋转磁场实验处理装置，其特征在于：当每组磁体单元的两个上下位置的磁体异性相吸时，所述螺母设置在朝动物盘(7)方向的位置上。3.根据权利要求1所述的非接触式抑制动物肿瘤旋转磁场实验处理装置，其特征在于：当每组磁体单元的两个上下位置的磁体同性相斥时，所述螺母设置在朝动物盘(7)反方向的位置上。4.根据权利要求1所述的非接触式抑制动物肿瘤旋转磁场实验处理装置，其特征在于：还包括上装置支撑防护单元，所述装置支撑防护单元包含有上中下依次排列的顶部顶部支撑板(1)、中间承重支撑板(10)和底部承重板(12)，所述顶部支撑板(1)和中间承重支撑板(10)之间通过顶板支柱(2)连接并形成一个用于放置动物盘(7)、磁体旋转支撑单元(30)和磁体单元的第一空间，所述中间承重支撑板(10)和底部承重板(12)之间通过底部支撑杆(11)连接并形成一个用于放置动力驱动单元的第二空间。5.根据权利要求4所述的非接触式抑制动物肿瘤旋转磁场...
【专利技术属性】
技术研发人员：张辰艳，张葛，尹大川，张世龙，郭卫红，禹瞳垚，柴晓霞，牛银波，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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