第一部分人工工程生物磁体的构建及其表征和磁性能的检测目的制备Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA生物磁体,探索生物磁体达到最佳磁性能时的Nd₂Fe₁₄B的配比,并进行材料的表征、液固相变性能及磁力的检测。方法通过机械涡流物理振动方法,制备Nd₂Fe₁₄B质量分数为25%,45%,65%的Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA可充磁的前生物磁体。体外超声观测前生物磁体的液固相变性能及相变时间。扫描电镜和元素扫描观察固化后前生物磁体的微观结构及各组分的分布情况,Mapping扫描检测元素含量。充磁后,用高斯计检测含不同质量分数的Nd₂Fe₁₄B生物磁体的磁力。结果制备了含有不同Nd₂Fe₁₄B质量分数的前生物磁体。在超声及大体观测下,制备的Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA呈凝胶状,具有良好的可注射性及液固相变性能。随着溶剂交换后,发生液固相变,超声检测可见其回声逐渐增强,固化后无崩解溃散,三种不同含量Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA的平均固化时间分别为2.71±0.42分钟,2.72±0.39分钟和2.69±0.36分钟。扫描电镜观测固化后前生物磁体表面稳定,Mapping元素扫描所示各组分分布均匀,其中Nd、Fe、C、O元素百分比与质量百分比统一。随着Nd₂Fe₁₄B的含量增多,充磁后Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA的磁力增大,同时在具有相同质量分数的Nd₂Fe₁₄B的情况下,随着体积的增大,生物磁体的磁力增大。由于25%和45%质量分数的Nd₂Fe₁₄B充磁后所获得的磁力过低,从而不纳入后续动物实验研究。结论Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA前生物磁体的制备流程便捷,产出稳定,固化后元素分布均匀,具有良好的注射性、液固相变性能。充磁后,含65%Nd₂Fe₁₄B磁性最佳,饱和磁化强度可达126 emu/g,可以用于后续实验研究。第二部分人工工程生物磁体的体外磁热性能探究目的评估生物磁体的体外磁热性能,为后续体内治疗提供依据。方法根据第一部分的制备方法,将不同浓度,不同质量分数,不同体积的Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA材料制成球体,经过其液固相变后,制作成球形;放入含有1.5 m L生理盐水的EP管内;将EP管放置于自制磁感应加热仪的线圈内,连续暴露于交变磁场中并用红外测温仪记录温度变化（每10秒记录一次,持续180秒）,单纯PLGA与生理盐水组作为对照组,同时绘制时间-温度曲线,并以此筛选后得出用于后续实验的最佳Nd₂Fe₁₄B含量的生物磁体。利用离体牛肝模拟实体瘤进行体外实验,将液态的生物磁体注入牛肝中,相变并充磁后,置于交变磁场加热不同的时间（1-5分钟）,用红外仪每10秒一次记录牛肝变化温度,绘制时间温度曲线。同时测量不同时间下牛肝消融范围,记录消融范围,以材料周边发生凝固性坏死为标准,绘制时间消融体积曲线。观察消融范围以及有无正常组织的损伤。结果PLGA对照组（无磁热物质）,置于交变磁场中EP管内温度无明显变化（32.3±0.5°C and 35±1.3°C）,含65%Nd₂Fe₁₄B的生物磁体升温速率最快;体积为50μL,75μL,and 100μL的含65%Nd₂Fe₁₄B生物磁体置于磁热线圈内3min达到的温度分别为87.3±1.8°C,104.4±2.2°C及125.9±7.1°C。离体牛肝在1-5分钟的消融范围分别为1.0±0.3 cm3,1.8±0.2 cm3,2.2±0.3 cm3,2.3±0.1 cm3,2.7±0.3cm3,随着时间的增多,离体牛肝发生凝固性坏死的区域越大,可作为依据指导后续体内治疗时间的选择。结论随着Nd₂Fe₁₄B的含量增多,体积增大,磁热治疗的性能逐渐增强。体外实验表明生物磁体的磁热性能好并且具有一定的可控性,可为后续肿瘤磁热治疗的时间选择提供数据依据。第三部分人工工程生物磁体靶向聚集磁性纳米粒的体内外探究目的评估生物磁体体外聚集及体内原位靶向磁性纳米粒的能力,探索生物磁体介导的原位主动靶向的优势。方法制备模拟血管的体外模型,依据第一部分探索的生物磁体最佳配比,制备前生物磁体65%Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA并置于充磁机中充磁获得生物磁体。通过大体观察、活体荧光及磁粉的吸收范围,观测生物磁体体外磁性聚集MNPs的能力。培养SMMC-7721人肝癌细胞,建立裸鼠皮下实体瘤肝癌模型。待肿瘤体积长致1±0.1 cm3时,将荷瘤小鼠随机分为4组:单纯肿瘤组,PLGA组,前生物磁体组,生物磁体组。在超声检测下分别原位注入相同体积的生理盐水,PLGA,65%Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA（不充磁的前生物磁体）及65%Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA（充磁的生物磁体）,待固化后充磁组制得“肿瘤生物磁体”。随后,尾静脉注入清洗过的荧光磁珠,分别在注入前,24小时,48小时及72小时观察体内磁性纳米粒的靶向性能,同时进行定量分析。并且在不同的荧光检测时间点,分别行普鲁士蓝染色,进一步观测铁物质的沉积量,综合评估生物磁体的体内原位磁靶向效果。结果体外血管模拟磁靶向实验所示,磁性纳米粒可向生物磁体聚集。将其置于均匀分散的磁粉时,可观测到磁感线及磁吸收范围。活体荧光所示肿瘤内生物磁体可高效富集循环血液中的磁性纳米粒,达到主动靶向,48小时时含量最多。其荧光定量分析所示,生物磁体组荧光定量值为示（11.36±2.46）×108,相对为充磁组（1.94±0.86）×108有显著性差异。富集量在72小时达到最多。同时,普鲁士蓝染色所示磁珠沉淀量的定性趋势同上述荧光成像相符。结论体外实验表明,生物磁体可高效聚集磁性纳米粒;体内实验证实,在超声引导下肿瘤生物磁体的制备具有微创性,充磁后主动磁靶向性能强。第四部分人工工程生物磁体的生物安全性及降解性的探究目的探究65%Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA生物磁体的安全性及降解性能,为后续的体内治疗提供生物安全依据。方法依据前期实验结果,65%Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA为后续体内实验磁热治疗的配比,用于生物安全性及降解性的探究。75μL的生物磁体,注入Balb/C鼠皮下,待液固相变后,进行充磁制备生物磁体。分别于,注射材料前,注射后第1个月,第2个月,静脉血行血常规及生化常规检测,探究材料对造血系统及肝肾功的影响包括（WBC,RBC,Hb,PLT,ALT,AST,BUN,Cr,LDH,CK）。剩余Balb/C小鼠于2个月后,处死后取五脏（心、肝、脾、肺、肾）行H&E染色,观察脏器有无异常;对肝脏、脾脏行普鲁士蓝染色观察材料降解代谢情况。同时,在各个时间点记录材料代谢情况。结果在注射各个时间点（注射前,）与注射前进行对比,未发现血常规、生化检测与对照组的异常。2月后,75μL皮下生物磁体代谢完全,H&E染色与正常脏器相比未见组织形态破坏与明显异常。肝脾普鲁士蓝染色部分区域可见蓝色颗粒沉着。结论生物磁体植入Balb/C小鼠皮下后,未引起急性炎症反应;对血液系统,肝功肾功、免疫系统等未见明显影响;对脏器（心脏,肝脏,脾脏,肺脏和肾脏）无明显损害,初步证实生物磁体可通过肝脾代谢,具有良好的生物安全性。第五部分超声引导下人工工程肿瘤生物磁体磁热治疗肝癌目的在超声引导下进行肿瘤生物磁体的制备,并且探讨生物磁体对SMMC-7721肝癌实体瘤磁热治疗的效果。方法根据上述四部分的实验结果,筛选出的最适宜体积和最优Nd₂Fe₁₄B的配比的生物磁体65%Nd₂Fe₁₄B/Fe₃O₄-PLGA,用于后续体内实验。建立SMMC-7721人肝癌Balb/C-nu荷瘤小鼠,麻醉后在超声引导下注入液态的生物磁体,待固化后进行磁热治疗。在治疗前后（第5,10,15天）记录肿瘤体积大小。评估生物磁体磁热治疗肝癌的疗效,肿瘤体积的变化,生存率,荷瘤裸鼠生命体征。结果人肝癌SMMC-7721荷瘤小鼠成功建立,并在超声引导下成功注入液固相变生物磁体,磁热治疗后的肝癌组织于治疗后第2天开始结痂,约15天脱落,周围组织无损伤。治疗组生存率较对照组明显提升,荷瘤裸鼠的生命体征较肿瘤组平稳。结论人工工程生物磁体可在超声引导下注入肿瘤内部,并且通过磁热疗法,高效治疗肝癌。并且,材料的制备以及磁热治疗过程便捷,有较高的重复性,有潜在的临床应用价值,有望达到临床转化。