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一种用于活组织局部热处理的灵活装置

热疗或热疗可以帮助治疗病变和其他组织损伤。例如,化学疗法或放射疗法与热疗法相结合,可以更有效地杀死肿瘤细胞。热疗被认为是治疗内部病变的一种有前途的方法,但该领域的进步取决于能够快速提高目标组织温度的对患者友好的热诱导装置的可用性。

目前围绕热疗的临床实践主要采用在人体内探测或与皮肤接触的发热设备。从外部电源接收能量并经常通过会聚磁场运行,这些设备通常尺寸大且静态,限制了患者的移动并延长了操作时间。

另一种选择是可以植入患者体内的小型灵活设备;然而,这种可植入设备必须灵活、与身体兼容、耐热,并且可以无线供电以产生热量——这是其临床使用必不可少的一些标准。

最近,东京工业大学的研究人员创新了一种发热设备,通过满足上述所有标准,可以彻底改变热疗领域。他们的创新在Advanced Functional Materials 上发表的一篇文章中有所报道。在讨论他们的动机时,领导这项研究的 Toshinori Fujie 副教授解释说:“开发植入式加热装置的主要障碍之一是需要结合电子元件这种电容器在设备本身的电路中。这种插入消除了内部植入所需的灵活性。为了克服这个问题,我们借助了感应加热,这种技术与烹饪加热器中使用的技术相同。”这种设备的工作基于这样的前提,即高频电流线圈产生的磁场会感应电流在紧密放置的金属中流动。由于其内阻,金属会自动升温。

开发这种感应加热装置需要巧妙的设计。首先,研究人员用由金纳米粒子制成的“墨水”将电子线路印刷在聚酰亚胺薄膜上。接下来,将一层聚(D,L-乳酸)或 PDLLA 涂覆在印刷薄膜上方。除了耐热性之外,PDLLA 层还具有生物可降解性和生物相容性,使其成为设备基础材料的绝佳候选材料。然后,研究人员使用镊子剥下 PDLLA 层,使其从聚酰亚胺薄膜上脱落。结果是一个灵活的设备,贴合人体皮肤,上面印有电子线路。

一旦该设备显示出令人满意的电气性能、机械强度和发热能力,研究人员就通过将其植入活组织(比格犬的肝叶)来评估其临床功能。结果非常有希望。当发射器线圈直接放置在设备上一分钟后,肝脏组织的温度升高到 7°C,而没有任何组织燃烧的迹象。

副. Fujie 教授强调了他们的研究成果“我们设备的灵活性、生物相容性和无线加热能力开辟了在包括微创内窥镜手术在内的广泛临床场景中使用热疗的可能性。此外,通过调整数量和大小这些设备可以治疗不同大小的病变。”

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