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無線植入設備實現(xiàn)腦腫瘤精準治療 - 中山大學徐炳哲團隊突破膠質(zhì)瘤治療難題
2024-12-15  來源:高分子科技

  膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)因其強侵襲性和高復發(fā)率,被稱為最具挑戰(zhàn)性的腦部惡性腫瘤之一。傳統(tǒng)治療方法如化療和手術因耐藥性和難以完全切除腫瘤而效果受限,患者的平均生存期僅約15個月。


  近日,中山大學徐炳哲教授團隊近期發(fā)表了一項重要研究,展示了一個可植入、無線供能的腫瘤治療裝置UP-MPH-TTD,為膠質(zhì)母細胞瘤的治療帶來了全新解決方案。


突破性研究:小型化裝置實現(xiàn)高效治療


  研究團隊設計的UP-MPH-TTD裝置基于MXene/PVA水凝膠核心材料,利用其高導電性和生物相容性,通過超聲波供能生成特定的電磁交變場,干擾癌細胞的分裂過程,而不影響正常神經(jīng)元。裝置采用硼硅玻璃封裝,僅6毫米長,直徑1.2毫米,適合精準植入腦組織。


  與傳統(tǒng)需要復雜布線的電極系統(tǒng)不同,UP-MPH-TTD通過超聲無線供能,使患者能夠在日;顒又薪邮苤委煛_@一技術突破顯著提高了靈活性和使用便捷性。


實驗驗證:體外抑制率達92%,體內(nèi)腫瘤面積減少73%


  1. 體外實驗研究人員從臨床患者提取GBM細胞并進行體外培養(yǎng)。在超聲激發(fā)下,UP-MPH-TTD裝置產(chǎn)生頻率為200 kHz、場強為1.4-1.6 V/cm的電場。經(jīng)過12小時的刺激,癌細胞的增殖率降低了92%


  2. 體內(nèi)實驗裝置被植入到腫瘤小鼠大腦中,在超聲(功率0.3-0.4 W/cm2)驅動下連續(xù)治療4周。結果顯示,治療組小鼠的腦腫瘤面積比對照組減少了73%,顯著優(yōu)于現(xiàn)有的化療藥物(19.4%)和傳統(tǒng)腫瘤治療場(TTF,58%)療法。


  3. 安全性評估為評估長期安全性,裝置被植入動物體內(nèi)超過一個月。實驗顯示,裝置引發(fā)的炎癥反應與傳統(tǒng)銀電極相似,且未觀察到任何異常行為或生存率降低,證實了其良好的生物相容性。


研究意義:膠質(zhì)母細胞瘤治療的全新方向


  UP-MPH-TTD裝置的成功開發(fā)為膠質(zhì)母細胞瘤治療帶來了以下關鍵價值:


  1.顯著提升治療效果:實現(xiàn)了更高的腫瘤抑制率,體外92%,體內(nèi)腫瘤面積減少73%。


  2.創(chuàng)新技術突破:無線超聲供能解決了傳統(tǒng)布線復雜、患者行動受限的問題,同時提升了治療精準度和能效。


  3.長期安全性:裝置可長期植入使用,顯示出廣泛的臨床應用潛力。


  這種UP-MPH-TTD裝置是一種微創(chuàng)、高效且靈活的膠質(zhì)母細胞瘤治療工具。它不僅突破了傳統(tǒng)療法的限制,還為腦腫瘤患者帶來了新的治療希望。


  這項研究為未來腦部腫瘤精準治療和植入式設備的發(fā)展奠定了重要基礎。目前,研究團隊計劃進一步優(yōu)化裝置性能,并啟動臨床試驗,讓這一技術早日惠及更多患者。


Schematic and operating principles of the UP-MPH-TTDs.


In vitro and in vivo experiments


  原文鏈接:

  Implantable Ultrasound-Powered MXene/PVA Hydrogel-Based Generator for Treatment of Glioblastoma

  Xiaoping Hu, Ziyi Qiu, Yilin Yang, Ting Xu, Kai Sheng, Weicheng Lu, Jingdun Xie, Bingzhe Xu

  Advanced Science

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202309610

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(責任編輯:xu)
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