中文摘要：

细胞移植是治疗缺血性心脏病的一种新兴方法，但经血管移植的细胞归巢率极低，严重制约了细胞移植的疗效。磁导向治疗最早应用于抗肿瘤药物的靶向化疗，最近发现磁场也能促进磁负荷细胞的定向运动。前期实验中，我们自主研发了"空间定位聚集磁性颗粒的装置"二个中空磁极之间的圆柱形中空地带的中心处磁场最强，从而产生磁场的深度聚焦作用，可有效引导磁负荷细胞靶向聚集分布。在此基础上，本项目拟对细胞磁导向机制进行电动力学、磁力学理论论证，并提出磁场引导下细胞靶向治疗心肌梗死的新设想骨髓间充质干细胞摄取超顺磁性氧化铁纳米微粒成为磁响应性细胞；再将细胞注入心肌梗死大鼠的外周静脉，同时在受损心肌局部施加空间定位聚集磁场；移植细胞将定向分布到受损心肌，从而提高归巢效率和移植疗效。本研究试图寻找调控移植细胞心脏归巢的新方法，促进冠心病细胞移植疗效的最优化。

结论摘要：

细胞移植是治疗缺血性心脏病的一种新兴方法，但经血管移植的细胞归巢率极低，严重制约了细胞移植的疗效。磁导向是促进细胞归巢的一种新兴方法。在青年科学基金资助下，本项目组立足磁导向细胞治疗的最前沿，从物理学、体外流体学、在体动物学等水平对细胞磁靶向治疗心肌梗死进行了系统而深入的研究。 首先，深入阐明了普通磁场(永磁体)不适合细胞磁导向的具体机制。采用有限元分析计算出圆柱体永磁铁的磁感应强度分布不均匀，呈纵轴衰减和横轴极化的特点，边缘部位最强。进而发现细胞磁导向治疗心脏病存在容易诱发血管微栓塞的潜在缺陷，需要加以改进磁场性质和改善磁场参数加以避免。其次，为克服普通磁场磁衰减的固有缺陷，我们原创性的提出磁场深度（深部）聚集理论，自主完成基于“中空圆柱形铁芯”的新型磁场体系的构建，巧妙的实现了磁场的深度聚焦。通过模拟血管系统研究细胞磁流体的体外动力学过程，证实新型磁场能引导磁标细胞的深度靶向定位聚集，为动物细胞靶向治疗提供理论支持。最后，在完成细胞磁导向电动力学、磁力学理论论证的基础上，完成SPIO纳米颗粒标记MSC细胞磁导向的大鼠心肌梗死动物实验研究，证实磁导向是无创性调控移植细胞心脏归巢的有效方法。 本项目已发表SCI论文8篇，中文论文5篇，成功申请国家专利1项，培养研究生3名。本项目深度聚集磁导向的理论和实践突破了传统磁导向的束缚，使无创性深部组织磁靶向治疗成为可能，在国际上具有先进性和创新性。研究受到国际同行的高度关注，被认为“见解深刻”、“是一种新兴靶向策略”、“磁场设计非常独到，可能是药物磁靶向治疗的一个突破性进展”。我们下一步拟开展的中心聚焦磁靶向和生物靶向联合应用项目已获得国家自然科学基金委青年-面上连续项目的资助。