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

  • 重庆安居古城举办非遗龙舟会

  • 首届“香港非遗月”开幕

独家策划

推荐阅读
“全部科技史都证明,谁拥有了一流创新人才、拥有了一流科学家,谁就能在科技创新中占据优势。”习近平总书记始终关注着科技创新,始终牵挂着科技人才。
2025-05-30 12:19
在第九个全国科技工作者日到来之际,29日凌晨,带着人类对宇宙星辰的向往,天问二号探测器直冲霄汉,开启我国首次小行星探测与采样返回之旅,迈出了深空探测新一步。
2025-05-30 12:17
“背包问题”是计算机科学中经典的NP完全问题(非确定性图灵机多项式复杂度求解的决定问题),可应用在不同领域的决策,如寻找减少原材料使用、投资组合的选择、密钥产生等最优化搜寻路径。
2025-05-30 03:05
历时208天,总航程4万余海里,“雪龙2”号极地科考破冰船于28日抵达海南海口,标志着中国第41次南极考察队顺利完成全部考察任务。
2025-05-30 03:05
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员陈玲玲团队揭示了灵长类动物特有的细胞核应激小体(nSBs)的运作奥秘,为理解生命如何应对外界刺激、调节过度炎症反应打开新思路,也为脓毒血症诊疗提供了全新视角。
2025-05-30 10:26
随着航天技术发展,科学家在利用空间探测器开展行星探测任务时,有时会让探测器在路过小行星时“搂草打兔子”,顺道拍几张照片。
2025-05-30 10:23
在5月29日国新办举行的“新征程上的奋斗者”中外记者见面会上,中交集团天山胜利隧道全断面硬岩掘进机“天山号”操作手崔华新分享了他操作“天山号”参与天山胜利隧道超级工程建设的故事。
2025-05-30 10:22
随着数字化浪潮席卷全球,人工智能(AI)作为引领新一轮科技革命的战略性技术,不断加速突破并重塑着农业新格局。
2025-05-29 08:51
方案提出,到2027年,电子信息制造业数字化转型、智能化升级的新型信息基础设施基本完善,规模以上电子信息制造业企业关键工序数控化率超过85%,先进计算、人工智能深度赋能行业发展。典型场景解决方案全面覆盖,形成100个以上典型场景解决方案。
2025-05-29 08:50
生物正交反应,是指可以在生物体内发生,但又和正常生物过程互不干扰的化学反应。
2025-05-29 08:48
围绕计量测试中“测不了、测不全、测不准”的痛点难点,以重大项目为牵引,集中重点单位、强化协同创新,大力推进计量测试关键技术攻关。
2025-05-29 08:47
研究发现,温室内的湿度变化首先为病原菌孢子的传播提供了条件。
2025-05-29 08:21
睡前只需服用一粒药丸就能不再佩戴笨重面罩入睡,这对部分阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者来说,可能即将梦想成真。
2025-05-28 09:30
据英国《每日电讯报》26日消息称,美国开放人工智能研究中心(OpenAI)开发的高级人工智能(AI)模型o3,在接收到明确的关机指令后,不仅拒绝执行,还主动干预其自动关机机制。
2025-05-28 09:24
记者5月26日从北京大学获悉,该校环境科学与工程学院教授要茂盛团队研发了空气毒性活体监测系统(以下简称ATMS),实现了对空气污染健康效应的原位、实时、在线监测,有望为优化空气污染控制策略和公众健康防护提供技术支撑。
2025-05-28 09:24
保障粮食储存安全是粮食流通领域科技攻关的核心任务,粮食科研人员深入贯彻绿色发展理念,研发系列粮食仓储技术成果,在粮食仓储领域推广应用,取得良好成效。
2025-05-28 09:19
数据显示,地球陆地上可开采锂资源仅约2200万吨,海水中却蕴藏2300亿吨锂。然而,高效、绿色的海水提锂技术被视作科研界难啃的“硬骨头”。
2025-05-28 09:18
“黑夜给了我黑色的眼睛,我却用它寻找光明。”
2025-05-27 13:22
“世界杰出女科学家奖”由联合国教科文组织和法国欧莱雅基金会在1998年联合设立
2025-05-27 11:10
无法释放起落架的民航客机在巨大的摩擦声中以机腹着地方式从跑道上滑过,高速进入大气层的空天飞机像一个“火球”剧烈燃烧,大型运输机在超强暴风雪中艰难起飞,先进战斗机在复杂空战环境中被导弹碎片打得千疮百孔……
2025-05-27 09:27
加载更多