碘125粒子植入治疗具体的治疗原理是粒子发出的γ射线可以直接作用于肿瘤细胞的DNA，造成DNA的双链断裂。
它属于放射治疗的一种，是内放疗的范畴，也叫近距离治疗。
不同于外照射治疗，碘125粒子植入治疗使用的是碘125放射性核素，采用特殊工艺将核素包裹在外壳里，经由穿刺针永久放置在肿瘤内，利用放射性核素持续发生伽马射线，通过低剂量率连续的辐射作用，杀死肿瘤细胞或抑制肿瘤细胞的生长，来消除或者控制肿瘤的发展，这样达到治疗或缓解症状的目的。
另外还可间接使体内水分子电离，产生自由基，促进肿瘤细胞的凋亡，敏感的肿瘤细胞迅速死亡。
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