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

  • 探访平陆运河青年枢纽鱼道

  • 第28届上海国际电影节举办首日活动

独家策划

推荐阅读
据英国《自然》网站9日报道,美国生命生物科学公司当天宣布,首次通过细胞“部分重编程”疗法,尝试让一名青光眼患者眼部受损的衰老细胞“返老还童”。
2026-06-12 09:32
一项发表于《科学》杂志的最新研究,绘制了首张全球菌根真菌“地下网络”分布图。这是继去年《自然》杂志发表菌根真菌多样性全球分析之后,科学家首次实现对其物理密度的全球可视化。
2026-06-12 09:29
斯坦福大学数学家贾里德·杜克尔·利希特曼在社交平台X上将这种现象类比为国际象棋中的“非常规开局”,认为AI有时能跳出人类长期形成的“审美与惯例”。
2026-06-12 09:28
在前不久举行的第三十四届哈尔滨国际经济贸易洽谈会上,哈尔滨工程大学智能海洋航行器技术全国重点实验室的展台前,围满了参观者。
2026-06-12 09:27
如今,智谱的大模型已经成为全球众多顶级云服务商和知名编程平台的“默认选项”之一,深受海外开发者的欢迎。如果说智谱代表了AI通用大模型在信息空间的实力,那么北京科学智能研究院则展示了AI征服物理和微观世界的强大力量。
2026-06-12 09:26
“在洞窟里,把冷光灯打开,面对着千年壁画的那一刻,所有的烦恼都会瞬间远离,觉得能近距离接触如此杰出的艺术品,是很震撼、很幸运又很幸福的事。遵循这一“笨规矩”,于宗仁组织完成了莫高窟与甘肃省内外多处壁画彩塑保护方案与实施工作,例如莫高窟千像塔彩塑保护修复、莫高窟第196窟壁画彩塑保护修复,以及麦积山石窟部分洞窟的塑像壁画保护修缮等。
2026-06-11 10:23
国际科技出版机构施普林格·自然10日发布的自然指数2026科研领导者榜单显示,中国继续保持全球第一,2024年至2025年科研产出增长22.4%,是全球十强中唯一实现两位数增长的国家。机构表现方面,自然指数显示,中国科学院整体排名位列榜首,在除健康科学和社会科学以外的5个学科领域位居第一。
2026-06-11 10:23
量子传感是一种利用量子效应进行高精度测量的新技术。量子传感可通过增加粒子数量来提高传感性能,然而这面临一个重要挑战——量子热化。“这不仅深化了人们对量子热化这一基础科学问题的认识,也为发展新一代高灵敏度量子传感器提供了新的思路。
2026-06-11 10:23
扎根智能制造一线,很多像马遵农一样的年轻人用技术创新护航制造业转型升级。如今,基于模型的系统工程等方法已应用于飞机制造的各个环节,新工艺的研发更高效、更精准、更节约。
2026-06-11 10:23
阶段扩建,计划新增一个综合舱段,让空间站整体构型从“T”字变为“十”字。从初具规模的三舱组合,到不断扩容升级,中国空间站的成长,是中国载人航天稳步发展的缩影。
2026-06-11 10:23
6月9日16时23分,朱雀二号改进型遥六运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空。
2026-06-10 09:57
6月8日,火烈鸟在盐湖湿地嬉戏,成为一道亮丽风景线。
2026-06-10 09:57
日前,长江干线首个“复式航道”在安徽土桥水道和大通水道试运行,预计每日分流200余艘上行浅吃水船舶。
2026-06-10 09:52
近年,智能除锈凝胶与高相容性的新型加固材料的研发与成功应用,分别为脆弱青铜器无损清除锈蚀病害与矿化层加固提供了创新方法。
2026-06-10 09:51
为了让更多患者在关键时刻“用得上、用得起”,一群年轻的航天人坚定踏上了国产ECMO攻关之路。
2026-06-10 09:48
作为长江、黄河、澜沧江发源地,青海多年来持续推进三江源水生生物资源保护修复,持续巩固青海省高原河湖生态屏障。据悉,此次大批量土著鱼苗放流,进一步充实了黄河上游鱼类资源储备,对修复河道生物群落、改善水域生态环境具有积极作用。
2026-06-09 09:57
记者从自然资源部中国地质调查局获悉,“海洋地质六号”船近日完成深海地质调查第16航次科考任务,在深海地质环境调查、海洋探测关键技术装备研发应用等方面取得多项成果。
2026-06-09 09:56
培育新质生产力、建设现代化产业体系,是推动经济高质量发展、夯实中国式现代化产业根基的重要任务。未来产业依托前沿技术与颠覆性创新引领发展方向,赋能传统产业与新兴产业,拓展发展边界、培育全新增长点。
2026-06-09 09:52
人工智能与数智技术的发展,无疑是当下人们最为关切的议题之一。
2026-06-09 09:50
耕地是保障粮食安全的根本。当前,我国耕地质量总体呈现稳中有升良好态势,东北黑土地保护性耕作面积持续扩大,南方酸化耕地治理和北方盐碱地改造利用均取得积极进展。
2026-06-09 09:36
加载更多