近日，強磁場科學中心張欣研究員課題組利用穩態強磁場大科學裝置，在20T級強磁場生物安全性方面取得全新進展，首次報道了20特斯拉級以上強磁場對正常小鼠的主要生理生化指標等的影響，相關成果在線發表于國際神經成像領域期刊《神經圖像》( Neuroimage )。
隨著科技的發展，為提高組織分辨率和成像功能，醫院內應用于核磁共振掃描儀（MRI）的穩態磁場強度已從最初的0.5特斯拉普遍提升到了1.5特斯拉或者3特斯拉。近幾年來，不僅7特斯拉MRI被批準進入臨床，9.4特斯拉MRI也進行了多項臨床前測試，并且21.1特斯拉的研究型小口徑MRI也開始進行鼠類腦部成像。然而，由于10特斯拉以上強磁場設備的相對短缺，穩態強磁場生物安全性的研究目前十分缺乏，而20特斯拉以上強磁場安全性的研究則接近空白。因此，探索穩態強磁場尤其是20特斯拉以上強磁場的生物安全性對更高場MRI的開發和臨床應用具有重要的科學和現實意義。
本研究領域需要考慮的因素包括磁場強度、處理時間等。團隊成員前期進行了小規模的實驗，檢測了3.7-24.5特斯拉強磁場對荷瘤小鼠的影響，處理時長9小時，可以對腫瘤生長產生一定的抑制作用。雖然小鼠的大多數生理生化指標無顯著異常，但是其肝臟受到了強磁場的影響。基于前期的實驗基礎，團隊成員降低磁場強度，縮短磁場處理時間，采用112只C57BL/6J正常小鼠，在3.5-23特斯拉場強下、處理時長由原來的9小時縮短為2小時，之后繼續正常飼養三周，全面系統地檢測了其生物安全性。通過病理切片、血常規檢測和血液生化分析等，發現本次3.5-23T強磁場/2小時處理時長并未對小鼠的主要臟器（心、肝、脾、肺、腎），血常規指標以及肝腎功能、脂質代謝和離子濃度等主要生理指標造成明顯危害。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21.9特斯拉及以下的強磁場則無明顯影響。此項研究對界定強磁場生物安全界限，開拓強磁場在醫療和儀器設備等領域中的應用都具有積極的指導意義。
本研究由博士后田小飛和博士生王冬梅共同完成，獲得科技部重點研發、國家自然科學基金、合肥物質科學中心等項目的支持。
3.5-23T穩態強磁場處理小鼠兩小時總體來講比較安全。雖然23T對其攝食和體重增長有一定影響，但21.9T及以下則無影響。
