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

  • 多聚焦第四届链博会主宾国和主宾省展台

  • 第十七届夏季达沃斯论坛“文化之夜”精彩绽放

独家策划

推荐阅读
卢宇彤介绍,“灵晟”依托国产高性能CPU、片上高带宽内存、高速互连网络、高吞吐存储、三维浮动正交、全液冷散热等多项核心技术创新打造。如今,面向科学、工程、产业各领域的大规模应用需求,“灵晟”提供多学科、全流程、多精度融合的科学智能应用生产级平台。
2026-06-25 09:36
日内瓦时间6月24日,中国工程院院士许健民从世界气象组织秘书长塞莱丝特·绍洛手中郑重接过第70届国际气象组织奖奖章。作为我国气象卫星事业的开拓者、见证者,许健民的身影,也是中国气象人实干创新、勇攀高峰的生动写照。
2026-06-25 09:33
在中国与泰国联合倡议下,世界贸易组织信息技术协定委员会23日举办专题研讨会,围绕信息技术协定支持人工智能就绪及包容性数字化转型展开探讨。
2026-06-25 09:32
如果它们真的是宇宙中的某种全新的事物,将改变我们对宇宙的认知,正如20世纪60年代类星体(星系中心进食的黑洞)的发现彻底革新了星系演化理论一样。”  无论直接坍缩理论是否正确,小红点都可能是超大质量黑洞的前身,后者构成了现代星系的核心。
2026-06-25 09:27
绿电直连之所以能够从概念走向实践,离不开技术进步与产业协同的共同托举。随着市场机制与技术体系不断成熟,绿电直连有望从单点示范走向规模化网络发展,成为产业绿色转型的“新动脉”。
2026-06-25 09:32
事实上,天气预报从来不是一成不变的“标准答案”,而是一门在复杂大气运动中不断逼近天气真相的科学。但我们必须正视:天气预报是一门预测科学,天气系统的复杂性,是全球气象领域共同面临的世界级难题。
2026-06-25 09:28
AI的介入,正在将控制“人造太阳”从一门依赖经验和试错的手艺,提升为一门可计算、可预测、可自主优化的科学。
2026-06-25 09:31
瑞士巴塞尔大学科学家研制出一款多功能纳米递药机器人,由推进模块和有效载荷模块构成,两种模块可重复使用,并能够自行组装。
2026-06-24 09:58
从“双链贯通”升级为“四链融合”,折射出中国推动科技创新与产业创新深度融合的有力步伐。
2026-06-24 09:48
该成果通过改善帕金森患者最难治疗的行走障碍,开启了个性化神经调控新篇章。
2026-06-24 09:47
国家卫生健康委23日印发《营养指导员服务技术指南(试行)》,针对营养指导员提出营养监测与调查、膳食营养状况评价、营养咨询与指导、营养配餐、营养科普教育等五方面工作的技术能力要求。
2026-06-24 09:46
国家粮食和物资储备局23日发布的最新数据显示,随着夏粮陆续收获上市,旺季收购正逐步展开。
2026-06-24 09:44
瑞典哥德堡大学和查尔姆斯理工大学研究团队在人工智能(AI)应用方面取得新成果,教会一款名为SmartTrap的AI系统使用光学镊子,从而让光镊实现了全自动运行。光镊是一种利用高度聚焦的激光束来操控微小物体的技术,其操作对象包括单个DNA分子、活细胞以及其他直径远小于发丝的微观粒子。
2026-06-23 09:40
“十五五”规划纲要提出,建立健全数据产权、流通利用、收益分配、安全治理等数据要素基础制度。
2026-06-23 09:38
上午9时,随着小浪底水利枢纽3个闸门徐徐升起,巨大水流喷涌而出,在空中形成层叠奔涌的排浪,轰鸣着冲向水面——2026年度黄河调水调沙正式启动。
2026-06-23 09:35
2026年,发布《高端科学仪器创新发展行动计划》,推进“AI+”赋能仪器创新,鼓励建设全自动“黑灯”实验室等前沿科研新范式……灵心巧手(北京)科技有限公司联合创始人左家平举起一款灵巧手向记者介绍:“我们最轻的灵巧手只有370克,但它能提起50公斤重物。
2026-06-23 09:34
中国散裂中子源科学中心与港澳8所高校合作共建大湾区首台同步辐射光源,所有谱仪面向港澳全面开放,港澳用户完成实验课题超过100项,产出系列重要成果。据了解,2025年,“深圳-香港-广州”创新集群首次跃居全球创新指数第一,“澳门-珠海”集群连续两年入围全球百强,国际科技创新中心地位进一步凸显。
2026-06-23 09:30
准确来说,“原位纳米晶限域”是一种让晶体在生长过程中“长得好又长不大”的精细调控技术。科学家在材料结晶前,预先混入一种可聚合配体,它在晶体刚冒头时原位形成一张分子级的“网”,网眼便是晶体生长的唯一空间。
2026-06-23 09:29
这就是“管中窥豹”的困境,也是当前AI辅助荧光成像面临的核心难题。团队的解决思路颇具巧思:提出了一种全新的通用型荧光成像复原网络LargePNet。
2026-06-22 09:45
6月20日,中技船舶首批9艘新能源船舶集中试航仪式在广西南宁港举行。9艘船舶包含无人驾驶智慧船、商用作业船、民用休闲船,适配执法巡逻、景区观光等各类场景,助力内河航运绿色转型。新华社发
2026-06-22 09:44
加载更多