纳米刀消融:一种能避免邻近组织结构不可逆损伤的消融方式

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肿瘤是威胁人类健康的主要杀手之一,临床上除了传统的手术、放疗、化疗三大常规治疗手段之外,又有了靶向、免疫、微创介入等精准治疗技术的广泛应用。其中肿瘤微创介入技术没办法 受到临床青睐,它以缩短住院时间、对患者身体损伤小等优点成为肿瘤治疗的新手段之一,包括灌注化疗与栓塞、消融、放射性粒子植入等。消融技术包括微波、射频、冷冻消融为主的温度消融和不可逆电穿孔(irreversible electroporation,IRE,纳米刀)常温消融,温度消融已逐渐在临床上广泛应用,但以后其对组织无选择性,愿因肿瘤靠近胃肠道、胆管、尿道、神经等重要组织时成为消融禁区,且大血管也因热沉降效应而影响疗效。近年来,以后结速了了应用新的非热消融肿瘤技术———不可逆电穿孔(IRE),处理了邻近组织社会形态不可逆损伤的尴尬情况报告。

1.纳米刀消融的原理

纳米刀是本身新的肿瘤消融技术,该技术是通过利用超短的高压直流电(100~100 V)产生微秒级的电脉冲,作用在细胞膜磷脂双分子层上,愿因细胞膜形成多个纳米级的不可逆孔道(不可逆电穿孔,irreversible electroporation,IRE),破坏细胞内外平衡,从而利于细胞凋亡。该技术的优势什么都有有 都没办法 对毗邻重要组织,如神经、血管、胆管等的支架系统不产生破坏作用,随近正常细胞增生并由支架系统间隙太快填充取代凋亡的细胞,从而恢复正常社会形态。装置主要由高能直流趋于稳定器、脚踏开关、心电同步仪、电极针组成。电压为100~100 V时对细胞膜产生可逆性电穿孔,通常于1100 min后闭合。高能直流趋于稳定器可产生100~100 V的直流(25~40 A)高压电脉冲,使消融组织内细胞的细胞膜上产生多个纳米级微孔,不可逆转地破坏细胞内外平衡,诱导细胞凋亡并最终死亡,体内吞噬细胞将细胞碎片吞噬掉,同去激活机体免疫反应,发挥控制肿瘤的作用。心电同步监护仪主要用于消融术中对患者生命体征的实时监测。消融时至少没办法 2根以上探针(1根主针及1根以上副针)进行工作,目前设备最多可连接6根探针。IRE消融法律法律依据主要有腔镜下消融、外科手术直视下消融和图像引导下消融。影像引导下消融都没办法 有CT、超声、MRI引导,也都没办法 同去联合本身以上设备进行。IRE消融没办法 根据肿瘤的部位、大小、体积和软组织的导电性选择参数,消融范围应包括整个肿瘤及其边缘1 cm,消融范围的主要影响因素有电极暴露长度、电极间的距离和电场数率,当脉冲长度越长,造成细胞膜不可逆电穿孔的以后就越大,同总要产生帕累托图热效应,消融区就会突然冒出局部热损伤。或者,消融前制定好术前计划至关重要,利用软件对消融靶区勾画并三维重建,选择布针法律法律依据、脉冲长度、个数、电压等参数,从而使得消融区与靶体积最佳匹配,将消融并发症降到最低。

2.与某些消融法律法律依据比较

纳米刀是本身非热消融法律法律依据,只没办法 很少的能量输入就可愿因细胞死亡,纳米刀消融用时更短、更高效,相比某些物理消融,纳米刀都没办法 有效保留随近组织社会形态,不损伤血管、胆管、输尿管等组织社会形态,且不受热沉效应影响,消融更彻底,消融边界更清晰,以后纳米刀是诱导细胞凋亡,在没办法 月内就会突然冒出很明显的病灶缩小,同总要激活人体内免疫系统,利于机体对肿瘤的控制,或者,纳米刀在治疗肿瘤方面有得天独厚的优势。

除了纳米刀,肿瘤物理消融技术还有射频、微波和冷冻消融等,每本身技术都能在局部麻醉下进行,适应证广,在临床应用含有每每每个人的优势和劣势。射频消融是本身常用的肿瘤热消融技术,利用高频电流(大于10 kHz)使活体中组织离子随电流变化的方向振动,从而使电极随近的组织相互摩擦产生热量,愿因组织挥发性性坏死,消融时针尖局部温度可达100~100℃,一般消融范围以3cm内为最佳。微波消融也是本身热消融技术,它在微波能量光谱中利用电磁波对组织产生热效应,产生的热能强于射频消融,消融时针尖随近温度可高达120℃,或者消融范围更广,可达7~8 cm。射频消融和微波消融都有被广泛使用的消融技术,或者因血流因素会突然冒出热沉效应,使得消融血管随近的肿瘤时热量先要控制。而冷冻消融则是利用气体气体节流效应,即高压气体气体流经圆洞后,在膨胀空间内产生急剧膨胀,吸收随近的热量,使其随近温度趋于稳定显着降低,通过冷冻及复温对肿瘤组织、细胞进行物理性杀灭。当肿瘤靠近大血管时,循环血会升高冷冻探针随近温度从而降低治疗效果,或者冷冻消融可引起消融边缘区的邻近社会形态组织损伤,愿因消融不彻底,甚至无法实施冷冻消融。以射频消融为代表的温度消融会愿因消融区的坏死和纤维化,病灶缩小所需时间更长。

纳米刀以后自身社会形态,其适应证有限。因纳米刀发射高压电脉冲会愿因心律失常和肌肉震颤,什么都有有纳米刀消融时没办法 心电监护和全身麻醉气管插管,患者有心律失常或近期有心梗等情况报告则成为绝对禁忌。体内金属异物如安装的心脏起搏器或胆道支架等的趋于稳定也是纳米刀消融的绝对禁忌证,消融区金属支架的趋于稳定会愿因消融区电场重新分布,使消融区突然冒出异常高温愿因出血甚至死亡。

Mnsson等报道了1例IRE消融时因胆道支架愿因死亡的严重并发症。IRE消融范围有限,治疗范围一般为5 cm内的肿瘤,且以3 cm左右消融效果最佳。

3.纳米刀的优势

通过众多临床研究表明,纳米刀是本身安全而又高效的肿瘤治疗技术,与某些肿瘤治疗技术相比,它具有以下优势:

3.1消融时间短治疗直径约3cm的实体肿瘤时,纳米刀一般只需90个100毫秒的超短脉冲。一组治疗时间没办法 一分钟。或者即使有叁个或两个相互重叠的消融区,全程的消融时间什么都有有 会超过5分钟。治疗以后结速了后,如身体情况报告好,当天或第五六天即可出院。

3.2治疗区域的血管、神经等重要组织得以保留

纳米刀消融技术的没办法 特点是它并能保护消融区内重要的组织社会形态。所有经过纳米刀治疗的肝组织中,其重要社会形态,如肝动脉,肝静脉,门脉,肝内胆管均能得到良好的保护。而传统的消融法律法律依据,以升温或降温的法律法律依据让蛋白质趋于稳定变性,各类蛋白质和DNA均被破坏,以上的社会形态便会遭到破坏无法修复。

3.3不受热池效应影响

纳米刀的消融主什么都有有 通过电脉冲击穿细胞膜,在此过程中不不产生热量,什么都有有 会受到某些外界温度影响。而传统的热消融以后冷消融,一旦消融区域内趋于稳定较大血管,其热量就会被血流带走,愿因随近消融不彻底,容易造成复发,而纳米刀很好地处理了这些问题报告 报告 。

3.4治疗彻底,治疗边界清晰

纳米刀的没办法 优势是,不管肿瘤趋于稳定的位置,尺寸大小以及社会形态,它都能对肿瘤进行删剪消融。如上文所述,无论肿瘤是靠近血管的,还是社会形态不规则以后是大肿瘤,IRE都能对其进行彻底消融。此外,纳米刀消融区边界清晰,划界深度1仅为1-2细胞单元。去治疗区和非治疗区域泾渭分明,或者,对纳米刀的有效性、治疗结果以及后续跟踪都能进行更准确的判断和评估。而某些像射频或微波的消融法律法律依据,均会在消融区边缘处突然冒出“灰色区域”,即消融区的最外围区域上还有大范围没删剪灭活的肿瘤细胞。这是造成以后肿瘤复发的主要隐患之一,而纳米刀不趋于稳定这些问题报告 报告 。

3.5治疗区域可恢复正常功能

传统的消融模式是通过温度让组织趋于稳定蛋白质变性,继而突然冒出挥发性性坏死,坏死后整个消融区里的组织社会形态便不复趋于稳定。或者剩下对脏器有毒性的坏死组织,无法再恢复正常功能。相反,纳米刀则是诱导肿瘤细胞突然冒出凋亡。凋亡的优点之一什么都有有 它并能利用免疫来利于细胞死亡,人体将把细胞凋亡识别为正常的细胞死亡过程,或者通过细胞吞噬作用将凋亡组织清除掉,利于正常组织的再生与修复。

3.6效果过程可实时监控

纳米刀治疗并能通过超声、CT和MR进行影像导航和监控。在影像设备的辅助下,都没办法 对纳米刀探针的定位、标靶区域的消融过程以及最终消融区的大小进行实时监控,或者影像中消融区边界的精确度可与组织学上的精确度相媲美。用超声或CT监控到的消融区与病理分析中测量真实的消融区的尺寸偏差仅有几毫米。由此可见,纳米刀消融的影像监控的精确度非常高。影像中还能清楚显示未消融的残余癌症细胞,于此医生并能对其再次进行消融。另外,实时监控还都没办法 让医生观察到消融区随近组织的变化,从而推断出并发症突然冒出的以后性,保障病人的安全以及利于其术后快速恢复。

3.7纳米刀可适应更多繁复的病情

传统的消融治疗中,一旦肿瘤靠近大血管、靠近胆管、胰管、肝门静脉等危险区域,则无法进行治疗,另外对于前列腺肿瘤以后嵴椎随近肿瘤,消融容易愿因神经受损而趋于稳定瘫痪、性功能丧失等情况报告。以后纳米刀不损及管道和神经,对于以上情况报告均能进行安全而有效的治疗,对该类患者具有不可替代的作用

4.纳米刀的适应症

纳米刀首次应用于临床治疗前列腺癌,以后也在肝、胰腺、肾等部位的肿瘤治疗中得到广泛临床应用。尤其对靠近肝门区、胆囊胆管、胰腺、输尿管的肿瘤具有独特优势。

5.应用前景与展望

目前,微创消融作为本身肿瘤局部治疗的法律法律依据,在临床中应用没办法 广泛,但对于毗邻大血管、胆管、输尿管等重要组织社会形态的肿瘤,常规的温度消融则是禁区,消融风险大,且以后热沉效应愿因消融不删剪,疗效欠佳,肿瘤易复发。而纳米刀因不损伤血管、胆管、输尿管等组织社会形态,不受热沉效应影响的特点,在繁复部位肿瘤消融的应用前景很广泛。

目前的纳米刀消融系统,手术没办法 在全麻下使用肌松剂并在心电监护中进行,消融时的心率失常、肌肉收缩等问题报告 报告 愿因其临床应用受限。研究表明,提高脉冲重复频率可缓解肌肉收缩,使用高频复合脉冲会大大降低术中肌肉收缩程度。现已有复合脉冲在动物实验中得到了初步验证,我国重庆大学自主研发的复合脉冲治疗仪已申请国家专利,正在积极进行临床前期研究,这些复合脉冲通过交替产生正负电脉冲同去提高脉冲重复频率,并能有效地缓解治疗过程中的肌肉收缩问题报告 报告 ,或者有望实现各向异性结构的电场均匀分布,届时,这些复合脉冲消融并能在局麻下进行,以后大大增加消融适应证。

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