点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:万伏高压电瞬击癌细胞 国产纳秒刀突破消融治疗禁区
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

万伏高压电瞬击癌细胞 国产纳秒刀突破消融治疗禁区

来源:科技日报2021-10-21 09:44

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  在影像设备引导下,将两根电极针插入肝脏肿瘤边缘,通过瞬间发射数万伏高压脉冲,在细胞膜上进行穿孔,跨膜入核,使癌细胞迅速凋亡……10月14日,郑州大学第一附属医院(以下简称郑大一院)超声介入科主任董刚安全完成了第105台纳秒刀手术。

  “一年多来,通过多家临床中心的共同努力,充分证明纳秒刀微创介入毁损癌细胞,对患者身体创伤小,术后恢复快,对消除血管神经包绕的病灶优势尤为明显。”董刚表示。

  该项目负责人、浙江大学陈新华博士介绍,原始创新的纳秒脉冲电场技术,在全球范围内首次实现万伏级高压电场、纳秒级超短脉冲,由此发明的纳秒刀可对临床消融禁区的高危部位肝癌进行消融,已被国家药监局批准为创新医疗器械。

  凭借纳秒脉冲电场 精准打击肿瘤组织

  根据世界卫生组织发布的《2020年全球癌症报告》数据显示,2020年,中国癌症新发病例为457万,其中肝癌以41万新发病例和39万死亡病例,在癌症的发病率和死亡率上分别位列第五和第二。

  当下,肝癌治疗手段主要分为放疗、化疗、手术及微创介入消融疗法。以往的消融治疗因其会损伤病灶周围健康细胞和邻近的组织,以致肝门、胆囊附近等被视为传统热能消融禁区。其他治疗方法也有不同程度的局限。

  早在2004年,陈新华曾作为微创精准外科专家,受邀赴美参与高功率脉冲技术医用转化研究,在脉冲电场领域成长为业内权威。

  近10年间,新兴的脉冲电场技术创新产品不断问世。已有研究表明,不同物理参数(脉冲宽度、电场强度、脉冲频率)的脉冲电场能对组成细胞的细胞膜、细胞质、细胞核分别产生不同的细胞生物学影响,从而达到肿瘤消融的效果。

  2011年,陈新华回国后,组建医工信团队,进军脉冲电场医疗器械这一前沿交叉领域,希望改进现有消融治疗设备的不足,率先冲进纳秒级别万伏高压陡脉冲设备的原始创新“无人区”。

  区别于以微秒脉冲电场基于细胞膜电穿孔原理杀死肿瘤细胞的做法,纳秒刀是在纳秒脉冲电场依托更高密度外加电场能量跨膜进入肿瘤细胞核,在细胞内引起压电效应,使细胞核、核膜和线粒体等细胞器膜依次发生不同的凋亡效应。

  陈新华说,联合团队为超高压纳秒脉冲发生器配置多个电极,精准规划和控制消融区范围,有效地破坏肿瘤组织。

  根据纳秒脉冲肿瘤消融系统的前瞻性、多中心临床试验,现有数据已证实纳秒脉冲技术能够实现非热能量毁损,克服微秒脉冲的大电流造成的肌肉抽搐和心电副作用,突破传统热能消融禁区。

  专注挑战复杂病症 完成临床手术上百例

  “从设备研发到临床试验,共有8个单位参与纳秒刀原始创新。”陈新华告诉记者。

  目前,基于国外微秒脉冲技术的进口设备价格超千万元,导致一次消融手术价格不菲。打破进口昂贵设备的垄断地位,降低肝癌消融手术设备的价格,减轻患者的经济负担,也是联合团队多年攻关的初衷。

  临床医生提出需求并参与设计;浙江大学包家立教授完成电磁环境的安全评估;北京科技大学宋玉军团队进行“纳秒刀+药”的联合治疗设计;工信部巫彤宁团队研发导航穿刺系统;杭州睿笛生物科技有限公司(以下简称睿笛生物)统筹设计改进和投产,2019年完成纳秒刀样机送检;2020年4月,浙江大学医学院附属第一医院(以下简称浙大一院)超声科医师蒋天安主任完成首台纳秒刀临床手术,2020年5月,树兰(杭州)医院超声科黄志良团队和新疆医科大学一附院吐尔干艾力团队也开展纳秒刀临床试验,治疗肿瘤患者……“医疗器械的原创研发,既是一场马拉松,也是一场接力赛。”陈新华感慨道,前期做好技术沉淀,近两年方显步履铿锵。

  梳理纳秒刀研发转化流程,不难看出,始终由临床引领。

  “研发之初,我们就要求纳秒脉冲肿瘤消融系统适用于全身实体肿瘤的消融,尤其要适用于邻近血管、胆管、输尿管、神经等高危部位的实体肝癌肿瘤。”陈新华说,临床试验期间,也是按此要求筛选参与患者。

  “去年5月,病灶位置邻近胆囊的冯大伯成了我院纳秒刀临床首位入组患者,术后6个月,超声造影显示他原来的消融区和正常肝组织并无二致。” 郑大一院感染科任志刚教授说,临床发现,纳秒脉冲技术还能极大限度地保留肿瘤细胞的抗原组织,激活人体特异性免疫机制,造福更多肿瘤患者。

  记者了解到,联合团队在进行纳秒刀全国多中心临床试验实施过程中,因新冠肺炎疫情等原因造成病人随访艰难的问题时有发生。即便如此,一年多来,团队已完成逾百例大血管旁肿瘤消融手术,证实了纳秒刀的安全性和有效性。

  潜心夯实底层技术 产品活力厚积薄发

  2021年1月,由浙江省科技厅认证,浙江省脉冲电场医学转化重点实验室在睿笛生物挂牌。

  “这是国内首个脉冲电场医学应用领域的专精特新研发平台,浙江省科技厅为促进纳秒脉冲医学领域的科技资源共享,通过省级重点实验室平台实现对该领域工作的强力赋能。”陈新华告诉记者。

  “近十年积累换来的近百项原创发明专利,是纳秒脉冲技术的底气所在。”陈新华认为,山寨国外产品的道路走不长。坚持自主创新,才能做到“一窍通,百窍通”。

  令人期待的是,基于前期关于纳秒脉冲技术的积累,睿笛生物已研发了心脏房颤脉冲电场消融系统,即将和上海复旦大学附属中山医院葛均波院士团队启动临床合作。

  此外,睿笛生物联合浙大一院超声科蒋天安团队、深圳先进研究院龚小竞团队研制的声光内镜引导的胰腺癌脉冲电场消融系统,也于去年获得国家自然科学基金重大仪器项目支持。

  “运用脉冲电场的前沿技术触类旁通,公司多个产品线内,有8台新设备已经下线,即将被派发到合作试验单位。”陈新华表示,实现纳秒脉冲关键核心技术从零到一的突破后,团队将依托省重点实验室,从底层机理机制助力国产微创消融医疗器械研发设计,致力成为我国国产脉冲电场医疗器械创新发展的“拓荒牛”。(洪恒飞 江 耘)

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 广西贵港:全力开展抢险救援工作

  • 陈立泉:为锂电筑基,逐梦“电动中国”

独家策划

推荐阅读
从安装智能芯片的比赛用球,到协助裁判的视频技术,再到支持百万球迷转运的中国列车……这支“中国队”被美国消费者新闻与商业频道誉为世界杯供应链“不可或缺的一环”。
2026-07-08 10:08
7月7日是小暑节气,恰逢年度“最小太阳”现身天宇。当日凌晨2时左右,地球过远日点,这是一年中地球距离太阳最远的位置,这天观测到的太阳视直径为全年最小。
2026-07-08 10:06
近日,西南石油大学新能源与材料学院光伏材料与技术科研团队传出好消息:其研发的小尺寸超高效叠层太阳能电池光电转换效率接近35%,大幅超越常规太阳能电池的光电转换效率。
2026-07-08 10:04
目前,大连海事大学已与72家行业单位建立联合培养,共建162个专业实践基地、4个工程技术中心,聘任600余名企业导师,真正实现“工程出题、校企共答、产业阅卷”。
2026-07-08 09:52
一生钢铁报国,一生慷慨无私。崔崑院士走了,但他留下的,是钢的筋骨,是火的温度,是一颗永远滚烫的赤子之心。
2026-07-08 09:45
在河北雄安人工智能产业园的一楼展厅里,一台工业机器人正利落地演示货物搬运,机械臂精准而有力;楼上,键盘敲击声此起彼伏,研发人员专注地写着代码。产业园一年前才“开业”,如今已成为人工智能公司发展的产业高地。这里诞生的国内首个处理结构化数据的通用大模型,适用于多个工业场景;这里诞生了便携式颅脑出血检测分析仪,让医学检查更加快捷便利……
2026-07-07 09:44
从“争第一”的局部超越,到“创唯一”的向上突围,再到“守专一”的产业韧性,这三重创新路径相互交织,共同勾勒出中国从“世界工厂”迈向“创新引擎”的壮阔图景
2026-07-07 09:42
近日,在内蒙古阿拉善盟额济纳旗东风镇古日乃嘎查的航天育种试验基地内,曾搭载实践十九号卫星的荒漠肉苁蓉“太空种子”,在地面选育试验中取得关键进展——首批试验植株成功开花。
2026-07-07 09:40
高校专业目录的更新,绝非简单的名称变动,而是立足国家需要、顺应产业发展、面向科技前沿之举。新农科教育已不再是单纯的“种地养猪”,而是要有系统思维和交叉学科背景,特别是打破农学、工学、理学等传统学科壁垒。
2026-07-07 09:39
夏日时节,我们有时会看到湖泊或水库的水面被一层厚厚的绿色“油漆”覆盖,水体浑浊还伴有一股怪味。“这种差异解释了为什么蓝藻水华会出现种群层面的快速崩溃,‘死亡信号’一旦扩散,就会迅速引发整片区域的蓝藻种群崩溃,也解释了为什么蓝藻水华会‘突然消失’。
2026-07-07 09:36
天问二号探测器历经约400天、行程约10亿千米的“追星”之旅,于近日与小行星2016HO3成功交会,到达距离小行星20千米处,开始科学探测。
2026-07-06 10:03
发射节奏加快、组网进程提速……近段时间以来,商业航天领域捷报频传,产业发展动能持续增强。
2026-07-06 09:54
航运活跃,满载着中国经济的蓬勃生机,也给水上交通安全带来更大挑战。今年以来,我国海事部门接连推出新举措,通航管理越来越精细高效。
2026-07-06 09:53
6月25日,科技部党组书记、部长阴和俊作了“建设科技强国支撑高质量发展”专题报告,现以问答形式摘要刊发。
2026-07-06 09:50
余姚在人才项目孵化中,不搞“撒胡椒面”式的平均用力,而是探索让链主企业充当“母体”,将创业团队“孵”出来。
2026-07-06 09:48
作为获批建设的全国首个引领性国家创新型城市,2024年、2025年,南京在全国城市创新能力百强榜单中连续两年位居第五。
2026-07-06 09:40
近年来,场景已成热词,一些企业甚至认为:“缺场景比缺资金还紧迫。我国有14亿多人口,庞大的人口基数孕育了巨大的消费市场和多样化需求,为新技术新产品提供了广阔而丰富的应用场景。
2026-07-03 09:50
夏日炎炎,海南三亚崖州湾,田间的南繁季已结束,而“数据田”里的育种仍在进行。走进海南大学南繁学院,基因组与大数据育种实验室里,不见培养皿与种苗圃,映入眼帘的是运转不息的机房。
2026-07-03 09:28
本次特检坞修历时25天,团队逐项攻坚100余项检修改造项目,同步完成全套船舶资质证书更新换发,完成燃油舱扩容升级,新增149立方米舱容,续航力由1.5万海里增加至1.8万海里,船舶自持力由60天提升至70天。
2026-07-03 09:21
北京经济技术开发区相关负责人表示,这座工厂把汽车、3C领域的精密制造经验“移植”到机器人身上,不仅让批量生产更稳、成本更低,还让每台机器人品质如一。作为世界机器人大会永久举办地,未来,北京亦庄将锚定“世界机器人看亦庄”的目标,在制造、数据、场景、安全治理上全面发力。
2026-07-03 09:20
加载更多