《科學》子刊發文,開發新型便攜式等離子體裝置用于腫瘤的術后治療
2021/9/14 14:19:51 來源:國家高性能醫療器械創新中心

近日,國家高性能醫療器械創新中心陳支通研究員和浙江大學顧臻講席教授,加州大學洛杉磯分校Richard Wirz教授,麥吉爾大學陳國軍教授的合作團隊在《Science Advances》上發表題為“Portable air-fed cold atmospheric plasma device for?postsurgical cancer treatment”的研究論文,開發了新型便攜式等離子體裝置用于腫瘤的術后治療。動物模型研究結果表明,這一創新療法有望進一步提升腫瘤的術后治療,并增強抗腫瘤免疫力。


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▲本研究也在《科學》官網上得到了重點介紹(圖片來源:《科學》官網截圖)

 

 
   手術仍然是治愈和控制大多數實體癌的主要手段。盡管手術技術不斷進步,但腫瘤切除后殘留的微腫瘤和/或循環腫瘤細胞仍然是一個挑戰。 人們早就認識到,外傷引起的圍手術期炎癥對腫瘤復發和局部腫瘤復發的加速以及促進腫瘤侵襲和轉移構成了高風險。輔助治療,包括化療和放療,通常與手術結合使用,以防止疾病復發和轉移。然而,這些治療手段療效仍不夠理想,同時常常伴有嚴重的不良反應。因此,迫切需要制定有效的手術后癌癥治療策略。
     冷等離子體是近年來新研究領域,由于其在大氣壓下產生,氣體溫度低、粒子活性高,在生物醫學方面的應用引起了人們廣泛的關注。傳統等離子體產生裝置需要惰性氣體,比如氦氣或者氬氣,為源氣體來產生等離子體, 使得該種裝置比較復雜。在此項工作中,受到閃電的啟發,通過模擬閃電產生機理,團隊開發新型便攜式等離子體裝置 (圖1),用于術后治療。裝置使用空氣作為源氣體,以焦耳能級電輸入產生大氣壓冷等離子體放電,為廣泛的生物醫學應用提供簡單且高度可調的裝置。結果表明該裝置對手術腔內殘留腫瘤細胞的局部治療,有效地誘導了癌癥免疫原性細胞原位死亡,并激發了強大的 T 細胞介導的免疫反應來對抗殘留的腫瘤細胞。在 4T1 乳腺腫瘤和 B16F10 黑色素瘤模型中,腫瘤不完全切除后的等離子體治療有助于抑制腫瘤生長和延長生存期。


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▲圖1: 便攜式等離子體裝置用于腫瘤術后治療機理示意圖


等離子體用于癌癥治療是一種比較新的手段,團隊也于近期取得了研究成果。希望在前期工作基礎上,進一步優化等離子體劑量及治療頻率等條件,推動等離子體發展,實現等離子體臨床治療腫瘤,并推廣到其他醫學領域。

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