Như đã đề cập đến ở mục 1.1.4, hạn chế chính của nhiệt-từ trị là khả năng phân bố các hạt từ chính xác ở vùng khối u và yêu cầu khắt khe về khống chế nhiệt độ đốt. Hiện nay người ta có thể lập bản đồ nhiệt độ khi sử dụng các phương pháp quan sát không xâm lấn như chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân MRI. Tuy nhiên phương pháp này yêu cầu các thiết bị tương đối hiện đại và có giá thành cao. Có một phương pháp khác đang được phát triển song song để loại
bỏ khả năng các tế bào khoẻ mạnh bị đốt quá nhiệt. Phương pháp này được đề xuất đầu tiên bởi Kuznetsov và các cộng sự bằng cách sử dụng các hạt từ có nhiệt độ Curie (TC) trong vùng 42 ÷ 46 oC [39] và được gọi là nhiệt-từ trị tự khống chế nhiệt độ (self- controlled magnetic hyperthermia). Ở vùng nhiệt độ trên TC, các hạt sắt từ trở thành thuận từ, và do vậy chúng không thể chuyển hoá năng lượng từ trường xoay chiều thành nhiệt năng (hình 1.18). Nhiệt độ Curie có thể được xem như một khoá nhiệt độ thông minh vì là nhiệt độ đốt lớn nhất có thể đạt được của các hạt từ.
Cho đến nay vật liệu được nghiên cứu nhiều nhất cho ứng dụng nhiệt-từ trị tự khống chế nhiệt độ là các hạt perovskite manganite. Trong thí nghiệm đầu tiên của mình [39], Kuznetsov đã khảo sát định tính và so sánh khả năng khống chế nhiệt độ đốt của các hạt Fe3O4, La0,8Sr0,2MnO3, La0,75Sr0,25MnO3 và ZnFe2O4 (hình 1.19). Với từ trường xoay chiều 800
kHz và 7,2 kA/m, nhiệt độ đốt cao nhất đạt được ở các hạt La0,75Sr0,25MnO3 là 46,3 oC (TC = 56oC) và ở các hạt La0,8Sr0,2MnO3 là 37,8 oC (TC = 48oC). Trong khi đó nhiệt độ đốt vẫn chưa đạt bão hoà với các hạt ZnFe2O4 và Fe3O4 sau 40 phút tác dụng từ trường. Gần đây một số nghiên cứu chi tiết hơn trên các hạt La0,75Sr0,25MnO3, La1-xAgxMnO3 (x = 0,22 ÷ 0,25) và La1-yNayMnO3 (y = 0,15 ÷ 0,17) đã được công bố [47, 52, 53]. Ngoài ra hiệu ứng tự khống chế nhiệt độ đốt cũng được thử nghiệm trên một số vật liệu khác có nhiệt độ Curie phù hợp, như các hạt Cu-Ni, Mn0,5Zn0,5GdxFe(2-x)O4 [38]. Nhìn chung hiện nay các hạt từ tự khống chế nhiệt độ này có SLP còn thấp so với các giá trị SLP của các hạt ôxít sắt. Tuy nhiên với ưu thế về tính khống chế nhiệt độ thông minh, khả năng ứng dụng của chúng là rất triển vọng trong tương lai.
Hình 1.19 : Thí nghiệm đốt nhiệt-từ với các hạt Fe3O4, La0,8Sr0,2MnO3, La0,75Sr0,25MnO3 và ZnFe2O4 của nhóm Kuznetsov [39]. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 200 250 300 350 400 450 500 M ( a .u .) T (K) TC FM PM
Hình 1.18: Nguyên lý của đốt nhiệt - từ tự khống chế nhiệt độ: hạt từ không hấp thụ năng lượng của từ trường xoay chiều khi chúng ở trạng thái thuận từ.
Fe3O4 La0,75Sr0,25MnO3
La0,8Sr0,2MnO3