約翰霍普金斯大學(xué)一個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種可重復(fù)使用的新設(shè)備，可以幫助低收入國(guó)家的乳腺癌患者。該設(shè)備使用二氧化碳來(lái)驅(qū)動(dòng)癌癥組織冷凍探針，而不是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的氬氣。相關(guān)研究發(fā)表在《PLOS One》雜志上，文章詳細(xì)介紹了該工具在動(dòng)物身上取得的成功。
“她死了”
乳腺癌是全球女性癌癥相關(guān)死亡的誘因，由于缺乏有效治療，低收入國(guó)家的女性受乳腺癌影響尤為嚴(yán)重。美國(guó)乳腺癌女性的存活率高于90%，但沙特阿拉伯、烏干達(dá)和岡比亞的女性存活率分別為64%、46%和12%，明顯低于美國(guó)。
在這些地區(qū)，當(dāng)?shù)厝瞬粫?huì)說(shuō)“她得了乳腺癌”，而是說(shuō)“她死了”。乳腺癌被認(rèn)為是一種自動(dòng)的死刑判決。
在這些低收入國(guó)家，治療乳腺癌的主要障礙是醫(yī)療資源不足所導(dǎo)致的治療選擇受限——或是手術(shù)、化療和放療無(wú)法實(shí)施或過(guò)于昂貴，或是前往可獲得有效治療的醫(yī)院成本高昂，又或是前往醫(yī)院但見(jiàn)不到醫(yī)生等等原因。
在這些國(guó)家，用冷凍或冷凍消融術(shù)殺死腫瘤相較于外科手術(shù)切除腫瘤更現(xiàn)實(shí)可行，因?yàn)樗档土藢?duì)無(wú)菌手術(shù)室和**的要求，所以當(dāng)?shù)卦\所能夠進(jìn)行手術(shù)。而且這些手術(shù)屬微創(chuàng)范圍，可以減少像疼痛、出血等的并發(fā)癥，以及縮短恢復(fù)時(shí)間。
但是，目前的冷凍消融技術(shù)太過(guò)昂貴，單次治療的費(fèi)用就高達(dá)1萬(wàn)美元以上，而且依賴氬氣來(lái)形成殺死組織的冰晶，低收入國(guó)家通常負(fù)擔(dān)不起。
二氧化碳替代氬
了解到這些低收入國(guó)家乳腺癌治療的障礙因素后，約翰霍普金斯大學(xué)一個(gè)本科生團(tuán)隊(duì)想要?jiǎng)?chuàng)造一種使用二氧化碳的組織冷凍工具。因?yàn)樘妓犸嬃系钠占埃源蠖鄶?shù)農(nóng)村地區(qū)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)二氧化碳的廣泛使用。他們給自己的團(tuán)隊(duì)命名為Kubanda，這個(gè)詞在祖魯語(yǔ)中是“冷”的意思。
研究小組在三個(gè)不同實(shí)驗(yàn)中測(cè)試了他們的工具，以確保它能在類人類乳腺組織環(huán)境下保持足夠的低溫，并成功殺死腫瘤組織。
在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究小組使用該工具對(duì)超聲波凝膠罐進(jìn)行測(cè)試，以確定它能成功達(dá)到殺死組織的標(biāo)準(zhǔn)冷凍溫度，并形成一致的冰球。在所有的測(cè)試過(guò)程中，該裝置都形成了足夠大的冰球，并達(dá)到了零下40攝氏度的溫度，達(dá)到了美國(guó)類似裝置殺死組織的標(biāo)準(zhǔn)冰點(diǎn)。
在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究小組治療了九只患有10個(gè)乳腺腫瘤的大鼠。之后，他們?cè)陲@微鏡下觀察組織，證實(shí)該工具成功地殺死了85%或更多的腫瘤組織。
由于正常豬肝 臟的溫度與人類乳房的溫度相似，研究小組測(cè)試了該工具是否具有足夠地的溫度，達(dá)到足以破壞正常豬肝 臟組織的能力。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，該裝置能夠一直保持足夠的低溫來(lái)殺死目標(biāo)組織。
這些結(jié)果證明了在資源有限的環(huán)境下，基于二氧化碳的冷凍消融系統(tǒng)用于改善實(shí)體腫瘤治療選擇的可行性。
創(chuàng)新的真諦
“這個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)生物醫(yī)學(xué)工程設(shè)計(jì)的成功例子，”約翰霍普金斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授、該研究的通訊作者Nicholas Durr說(shuō)，“這個(gè)本科生團(tuán)隊(duì)非常成功，因?yàn)樗麄冊(cè)谡嬲斫饬诵枰獫M足的約束條件之后，為這個(gè)問(wèn)題創(chuàng)造了一個(gè)切實(shí)可行的解決方案。”
“癌癥治療的創(chuàng)新并不總意味著創(chuàng)造出一個(gè)全新的治療方案，有時(shí)它意味著從根本上創(chuàng)新等同有效的治療方法，造福更多的人。”貝利蘇瑞提斯說(shuō)，約翰霍普金斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究生、該研究第一作者。
雖然結(jié)果很有希望，但在投入臨床使用之前，該設(shè)備還需要額外的實(shí)驗(yàn)。研究小組的下一步主要是確保它能在與人類乳腺組織相同的溫度條件下持續(xù)殺死癌癥組織。
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