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钕磁铁在医疗保健中的使用及其对健康的影响

磁铁在医疗保健中的使用及其对健康的影响

前言

       磁铁的强磁场特性导致其在许多现代技术以及医学和牙科领域中的使用。 钕磁铁是一种强大的磁铁,已成为最近研究的主题。 本文对稀土磁体的定义,历史和特征作了简要说明。 另外,提供了迄今为止在磁体,尤其是钕磁体对人体系统,组织,器官,疾病和治疗的影响的研究中获得的结果的广泛概述。 尽管它们在卫生部门用于各种诊断设备和用作治疗工具,但仍有潜在的有害影响以及发生事故的风险。 这项研究仍然不够。 然而,钕磁铁在诊断和治疗方面都具有广阔的前景。

钕是一种化学元素,于1885年被发现。该元素(原子序数60)具有银白色金属色,属于镧系元素,镧系元素是镧系元素中的子集(原子序数57-71)。周期表,并在空气中迅速氧化。 镧系元素在新技术的发展中起着重要的作用,例如风力涡轮机,电子混合动力汽车以及国防工业。

在自然界中,钕不以金属或与其他镧系元素的混合形式存在,而是经过精炼后可用于一般用途,并且已在美国,巴西,印度,澳大利亚,斯里兰卡和中国主要开采。

钕铁硼磁体由通用汽车公司和日立公司于1980年代开发。 由于它甚至以较小的量提供高磁力,因此在制造由稀土元素组成的坚固永磁体中,其作用日益突出。 在信息技术领域,钕磁铁特别用于硬盘驱动器,移动电话,电视的视频和音频系统[ 1 ]。

钕磁铁还常用于磁选机,过滤器,电离器,开关按钮,安全部门和安全系统的生产中。 油脂过滤器生产商在金属分离器中使用钕磁铁,以更有效地过滤出油中的铁粉。 此外,它们在覆盖机器,带遮阳篷的汽车以及生产磁性工具带方面也非常有用。 它们还用于珠宝夹,识别证章以及婴儿推车的生产中,这些婴儿推车通过磁铁固定在提篮上。

卫生领域是将钕磁铁整合到医疗设备(例如磁共振成像设备)中以诊断和治疗慢性疼痛综合症,关节炎,伤口愈合,失眠,头痛和其他几种疾病(由于其产生静电的能力)的另一个领域。磁场。 在过去的十年中,人们观察到它们的使用有所增加[ 2 ]。这些磁铁被认为具有固化作用,因此有时被称为“磁铁”。

美国宇航局在太空飞行中使用钕磁铁来维持宇航员的肌肉紧张[ 2 ]。

钕磁铁具有推拉力,并已在正畸治疗中用作运动产生装置。 摩尔蒸馏和pa膨胀[ 3,4 ]。

据报道,静磁场通过成骨细胞的分化或激活来刺激骨形成[ 5,6 ]。

在所有这些地区使用的钕磁铁的数量在1983年至2007年间已从1吨增加到6万吨。自1990年以来,中国一直是稀土元素开采的主要地区。 由于这些物质的浓度低,稀有元素的开采会对环境造成各种影响。 因此,许多国家已经停止了稀有元素的开采,并且几乎所有国家都依赖从中国的进口[ 1 ]。

钕磁铁对健康和医疗用途的影响

心血管系统

在2004年进行的一项研究中,据报道,激光多普勒显着减少了钕磁铁两极非显性手的2和 4指的血流量和皮肤血液灌注(SBF)[ 7 ]。

另一项研究表明,钕磁场会增加指甲床的微循环,尽管该研究与其他研究相冲突[ 8 ]。

据报道,暴露于强静磁场的骨骼肌毛细血管中的红细胞流量减少[ 9 ],肿瘤内微循环的特征是曲折的微血管具有混乱的结构和不稳定的不规则血流。 一项研究报告说,使用静磁场治疗的肿瘤的血流和血管密度降低。 在同一项研究中,研究表明,在暴露于静磁场的非肿瘤骨骼肌中,血小板活化和粘附增加[ 9 ]。 钕磁铁产生的磁场被认为会增加微循环,但对此的影响尚不清楚。

在一项研究中,将一种特殊的装置通过手术放置在实验小鼠的背部。 钕磁铁一组装在设备上,另一组装有非磁性,等大小和等重量的盘片。 小鼠的小动脉和小静脉直径受到钕磁铁产生的静磁场的影响已被证明大大降低[ 10 ]。

另一项研究于2015年进行,其中犬的门静脉被切开并重建,一组采用传统的手工缝线进行吻合,另一组采用由钕磁铁组成的环覆盖。 在后者中,恢复持续了相当短的时间,并且内膜比前者更平滑,规则地形成[ 11 ]。

已经在厚而紧的组织中尝试了双极消融导管,单极消融导管和附有磁体的双极导管,在这些组织中很难像左心室壁那样形成全层病变。 发现经磁化的双极导管形成的透壁通道和病变的厚度均高于其他导管[ 12 ]。

神经系统

磁铁可用于神经电活动研究中产生磁场。 在一项研究中,研究了使用钕磁铁产生的磁场对神经损伤的影响,并将其应用于17名健康志愿者2小时。 研究了神经元特异性烯醇化酶(决定神经元损伤和S100血液水平的因素),通过测量智力的测试表明,在17名志愿者身上测试的参数不受磁场的影响,似乎可以用钕磁铁产生磁场为了确保这些参数的安全性[ 13 ]。

反复经颅磁刺激(rTMS)是一种公认的有效的治疗重度抑郁的方法。 同步TMS(sTMS)是rTMS的改进形式,也已尝试对其进行处理。 2014年进行的一项研究表明,虽然患有严重抑郁症并接受sTMS治疗的患者的发生率下降了48%,但在对照组中却下降了19%,这一差异具有统计学意义。 在TMS中使用钕磁铁来产生磁场,与严重抑郁症的电痉挛治疗相反,TMS不需要麻醉[ 14 ]。 此外,2015年进行的另一项研究表明,使用sTMS可以有效治疗重度抑郁症[ 15 ]。

在上下眼睑的治疗中放置磁铁已获得成功的结果[ 16 ]。

对于更年期血管舒缩症状,已经研究了包括磁疗在内的其他治疗方法,并且发现它们在治疗这些症状方面无效[ 17 ]。

在另一项研究中,为了确保双侧声带麻痹的声门孔径,将磁铁离体放置在羊喉中,间隙扩大了。 该设备提供了一个受益于磁铁的合适的声门孔径,将来可以使用[ 18 ]。

骨骼,肌肉和关节系统

比较了放置在兔胫骨中的钕磁铁植入物和非磁性植入物对骨骼组织的影响。 磁性植入物增强了骨组织周围的髓质和皮质,而髓质的增加在统计学上是显着的[ 19 ]。

在使用小梁小梁损伤兔模型进行的另一项研究中,将电磁支架放置在股骨远端骨the的损伤区域,并将圆柱形钕磁铁(NdFeB)放置在附近区域,观察到了相互作用。 在实验结束时,人们发现NdFeB通过保持磁性支架恒定来防止微动,这对于维持组织的定期再生很重要[ 20 ]。

在一项随机双盲安慰剂对照研究中,研究了钕磁铁对骨关节炎症状的治愈作用。 参与者尝试了四种类型的腕带。 在比较过程中,磁性钕腕带用作实验设备,低倍率,退磁和铜质腕带用作控制设备。 评估了WOMAC骨关节炎指数,麦吉尔疼痛问卷-疼痛评分指数(PRI),视觉模拟量表和药物摄入量。 在这些量表中,只有PRI子量表显示出统计学上的显着差异。 腕带的治疗作用可归因于安慰剂作用。 这些装置没有主要的不良作用,因此可以用于安慰剂作用[ 21 ]。

在另一项研究中,组建一个测试磁性手镯的对照组的难度解决了给对照组弱效腕带的问题,因为参与者可以测试腕部的强度,因此可能无法有效缓解关节炎的疼痛[ 22 ]。

在一项研究静态磁场在腕管治疗中的作用的研究中,评估了两种不同磁场水平对正中神经的影响。 在一项随机双盲安慰剂对照研究中,干预6周后进行了12周的观察。 通过电生理学检查被诊断出患有腕管综合症的参与者整夜都戴着钕磁铁和非磁盘。 使用波士顿腕管问卷,症状严重度评分(SSS),功能严重度评分(FSS)和四个测量中位神经活动的参数。 这些参数包括感觉远端潜伏期,感觉神经动作电位振幅,运动远端潜伏期和复合运动动作电位振幅。 在各组之间,SSS和FSS中位神经传导无明显差异。 两组的SSS和FSS在6周内均出现症状恢复。 磁盘和非磁盘组中症状的变化均沿相同的方向和大小发生[ 23 ]。

在2012年进行的两项系统评价中,对磁性腕带和其他几种替代疗法进行了关节炎检查,理由是缺乏对该主题的充分研究,因此得出结论,没有一致的证据表明该药对类风湿关节炎和骨关节炎有效治疗[ 24,25 ]。

在一项研究中,静磁场对迟发性肌肉酸痛的治疗效果与安慰剂无差异[ 26 ]。

胃肠系统

在2012年进行的一项研究中,钕磁铁用于固定由内窥镜检查确定的结肠肿瘤。 在不使用荧光检查或超声检查等工具进行腹腔镜手术的过程中,使用磁铁方便地进入肿瘤。 28例患者中有27例(96%)成功完成了术中明显病变的定位[ 27 ]。

在一项动物研究中,内窥镜将环形磁铁用于磁性压缩吻合(magnamosis),将其彼此相对放置在目标区域[ 28,29 ]。 磁铁也已经通过外科手术用于人类。 在2009年至2011年间对儿科患者进行了44例腹腔镜手术,其中包括胆囊切除术,胃空肠吻合术和脾切除术,使用磁性镊子安全切除了手术区域中不需要的组织[ 30 ]。

先前对吞咽磁铁的研究已记录到威胁生命的伤害,包括瘘管和穿孔,尤其是在儿童中。 在两项分别比较2002–2009年和2010–2012年儿童吞咽的磁铁数量和大小的研究中,涉及不止一个磁铁的病例数有所增加,而吞咽磁铁的大小却有所减少,但所有病例需要手术干预。 该结果归因于日常生活中儿童磁铁的可用性增加[ 31 ]。 这些发现表明,使用磁铁而不是安全销可能会对儿童特别有害。 北大西洋美国儿科胃肠病学,肝病学和营养学会主张禁止销售包括钕在内的强磁体,但他们在2014年表示,这些努力还不够有效。 [ 32 ]。

磁铁相关伤害

在2015年发布的一个案例报告中,该案例导致采取了控制工作场所使用磁铁的措施,其中指出,一名52岁的男子在试图使用装有钕的设备进行实验发电时受伤,磁铁。 磁铁摔成碎片,伤了他的脸。 该报告进一步讨论了使用传统工具使用强磁体操作的难度,以及此类工具可能导致的不受控制的运动损坏。 因此,据指出,还需要对磁效应不敏感的医疗设备[ 33 ]。

磁铁对含铁纳米粒子的定向及其在药物治疗中的应用

当前,磁性氧化铁纳米颗粒用于几种生物医学和神经生物学操作中,例如用于监测和治疗肿瘤的那些操作。

一项研究报告说,由于置于大脑星形胶质细胞下方的钕磁铁产生的磁场,使氧化物纳米颗粒附着于星形胶质细胞膜并进入细胞变得更加容易[ 34 ]。

将无血清培养基中的人类干细胞与钕磁铁一起使用,在无血清培养基中以无毒水平添加了一定量的含铁磁性纳米颗粒(0.043 mg / ml),并每天进行观察。 在这项研究中没有报道对干细胞的效能和增殖有影响[ 35 ]。

在2014年对猪进行的一项研究中,通过钕磁铁使血管支架具有磁性,从而确保血管支架能够支撑由铁颗粒支撑的内皮细胞。 这可能会导致支架相关手术的重要进展,因为内皮化的加速将降低血栓形成的风险[ 36 ]。

2012年发表的一项动物研究显示,含有钕铁磁石的干细胞的定向方向再次由钕磁铁确保,该干细胞将铁颗粒定向到视网膜的目标区域。 这似乎在治疗与年龄有关的黄斑变性和色素性视网膜炎中尤为重要[ 37 ]。

载有细胞毒性化学治疗剂的纳米颗粒可以朝向肿瘤。 在肿瘤区域,毛细血管的通透性增加,无法在细胞间传播的颗粒可以进入肿瘤。 纳米颗粒的这种通过可以通过磁体[ 38 ]的定向而增强。

在关闭动脉瘤的实验中,放置在实验兔体外的磁铁被用来将循环中的磁性微粒引向该区域至少30分钟。 尽管在随访期间12周后观察到了动脉瘤再通,但这是一项重要的研究,探讨了可能的治疗动脉瘤的新方法[ 39 ]。

2014年进行的另一项研究表明,暴露于磁场的精子更耐久[ 40 ]。

在牙医中使用磁铁

磁铁也已用于正畸手术中。 在发生牙齿骨折的情况下,可以使用磁铁在9至12周内使埋入的牙根向外移动。 然后可以通过诸如瓷器涂层的方法重整伸出的根[ 41 ]。 钕磁铁与涂层一起使用,因为它们不耐腐蚀和强度逐渐降低[ 42 ]。

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结论

电子设备在我们的生活中越来越多地被使用。 化石燃料正在被可再生能源替代,可再生能源是一个越来越多地使用稀土元素的领域。 这些元素用于电动汽车和风力涡轮机。 尽管采购方面的挑战和高昂的价格导致生产商寻求替代品,但稀土元素仍在众多技术中使用。由于需求巨大,这些强磁体的健康影响及其环境影响必须得到解决。

在这篇综述中,简要解释了稀土磁体的历史,定义和性能。 此外,根据到目前为止进行的研究粗略检查的结果,我们得出结论,磁体,尤其是钕磁体,对人体系统,组织,器官,疾病和治疗有影响。 尽管它们已被用于卫生部门的各种诊断设备中并作为治疗工具,但磁体可能对人体有害,并增加了发生事故的风险。 尽管对钕磁铁的影响尚未进行足够的研究,但它们似乎在诊断和治疗程序上都具有巨大潜力。



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