約翰霍普金斯大學(xué)一個(gè)學(xué)生團隊發(fā)明了一種可重復使用的新設備，可以幫助低收入國家的乳腺癌患者。該設備使用二氧化碳來(lái)驅動(dòng)癌癥組織冷凍探針，而不是行業(yè)標準的氬氣。相關(guān)研究發(fā)表在《PLOS One》雜志上，文章詳細介紹了該工具在動(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，低收入國家的女性受乳腺癌影響尤為嚴重。美國乳腺癌女性的存活率高于90%，但沙特阿拉伯、烏干達和岡比亞的女性存活率分別為64%、46%和12%，明顯低于美國。
在這些地區，當地人不會(huì )說(shuō)“她得了乳腺癌”，而是說(shuō)“她死了”。乳腺癌被認為是一種自動(dòng)的死刑判決。
在這些低收入國家，治療乳腺癌的主要障礙是醫療資源不足所導致的治療選擇受限——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地區醫院的遙遠而成本高昂，又或是前往醫院但見(jiàn)不到醫生等等原因。
在這些國家，用冷凍或冷凍消融術(shù)殺死腫瘤相較于外科手術(shù)切除腫瘤更現實(shí)可行，因為它降低了對無(wú)菌手術(shù)室和**的要求，所以當地診所能夠進(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，單次治療的費用就高達1萬(wàn)美元以上，而且依賴(lài)氬氣來(lái)形成殺死組織的冰晶，低收入國家通常負擔不起。
二氧化碳替代氬
了解到這些低收入國家乳腺癌治療的障礙因素后，約翰霍普金斯大學(xué)一個(gè)本科生團隊想要創(chuàng )造一種使用二氧化碳的組織冷凍工具，因為碳酸飲料的普及，所以大多數農村地區能夠實(shí)現對二氧化碳的廣泛使用。他們給自己的團隊命名為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)驗中測試了他們的工具，以確保它能在類(lèi)人類(lèi)乳房環(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)驗中，研究小組使用該工具對超聲波凝膠罐進(jìn)行測試，以確定它能成功達到殺死組織的標準冷凍溫度，并形成一致的冰球。在所有的測試過(guò)程中，該裝置都形成了足夠大的冰球，并達到了零下40攝氏度的溫度，達到了美國類(lèi)似裝置殺死組織的標準冰點(diǎn)。
在第二個(gè)實(shí)驗中，研究小組治療了九只患有10個(gè)乳腺腫瘤的大鼠。之后，他們在顯微鏡下觀(guān)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(lèi)乳房的溫度相似，研究小組測試了該工具是否具有足夠地的溫度，達到足以破壞正常豬肝 臟組織的能力。在整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中，該裝置能夠一直保持足夠的低溫來(lái)殺死目標組織。
這些結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)項目是一個(gè)生物醫學(xué)工程設計的成功例子，”約翰霍普金斯大學(xué)生物醫學(xué)工程助理教授、該研究的通訊作者Nicholas Durr說(shuō)，“這個(gè)本科生團隊非常成功，因為他們在真正理解了需要滿(mǎn)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(zhù)創(chuàng )造出一個(gè)全新的治療方案，有時(shí)它意味著(zhù)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)生物醫學(xué)工程研究生、該研究第一作者。
雖然結果很有希望，但在投入臨床使用之前，該設備還需要額外的實(shí)驗。研究小組的下一步主要是確保它能在與人類(lèi)乳腺組織相同的溫度條件下持續殺死癌癥組織。
參考資料：
[1] Cancer tissue-freezing approach may help more breast cancer patients in lower income countries
[2] Validation of a low-cost, carbon dioxide-based cryoablation system for percutaneous tumor ablation
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