客观日本

利用电磁炉原理制作的发热片,可缩小癌症热疗法装置的体积

2021年07月09日 电子电气

东京工业大学的藤枝俊宣副教授与研究生斋藤优人等组成的研究团队开发出了可以局部加热体内器官的片状装置。该装置利用了电磁炉的原理,由使用金颗粒制成的电子电路和用于医疗材料的聚乳酸薄膜构成。该装置有望用于癌症的热疗法,可将现有大型治疗装置的体积缩小到微波炉大小。计划未来10年内开始实施临床试验。

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新开发的发热片轻薄柔软(图片由东京工业大学提供)

这款与麻布大学和帝京大学共同开发的发热片厚约7微米(微米为100万分之1米),非常柔软。首先利用纳米(纳米为10亿分之1米)尺寸的金颗粒墨水在耐热聚酰亚胺膜上印刷电子电路,然后加热使颗粒粘附到一起。之后将制作的电子电路转印到利用聚乳酸制成的膜上。藤枝副教授介绍说:“这是一种容易量产的制造方法”。

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将发热片贴到人体器官表面,并使通电线圈靠近器官时,在电磁感应的作用下,加热片上的金会产生涡流,从而发热。研究团队考虑将其应用于癌症的热疗法。这种治疗方法是通过加热不耐热的癌组织来杀死癌细胞,优点是副作用小,主要用于复发的乳腺癌、宫颈癌和直肠癌等。使用无线电波或微波对局部进行加热的方法在日本属于医保范围。

不过,从体外照射的治疗装置体积比较大,可以实施治疗的医院有限。新开发的发热片的原材料费只有几千日元,有望用来制造低成本的小型治疗装置。

在实验中,研究团队将发热片贴到狗的肝脏上,然后用线圈靠近进行加热。肝脏的表面温度在1分钟内约升高了7度。细胞在约43摄氏度的温度下就会死亡,因此研究团队认为该方法可应用于治疗。停止通电后约1分钟温度即可恢复至原来的水平,很容易控制。还可以通过通电量调节温度。

用显微镜观察加热后的肝脏组织确认,没有发生烫伤等炎症。即使将发热片一直贴在器官上,约1个月后也会分解,金会被排出到体外。据介绍,没有贴发热片的部位温度不会升高,不容易影响癌细胞以外的组织,比较安全。

发热片非常柔软,因此可以卷起来放入内窥镜手术使用的直径1厘米左右的管子里,方便递送到患处,发热片表面实施了亲水性处理,容易粘附到器官上。目前必须将线圈靠近发热片才能充分加热。今后将进一步改良,使其在10~15厘米远处也可以加热。目标是实现可以利用线圈从体外送电并精确控制加热温度的装置。

日文:下野谷涼子,《日经产业新闻》,2021/06/28
中文:JST客观日本编辑部