抗癌成本高?看看这群学生怎么造福低收入国家乳腺癌患者
2019/07/17
约翰霍普金斯大学一个学生团队发明了一种可重复使用的新设备,可以帮助低收入国家的乳腺癌患者。该设备使用二氧化碳来驱动癌症组织冷冻探针,而不是行业标准的氩气。

约翰霍普金斯大学一个学生团队发明了一种可重复使用的新设备,可以帮助低收入国家的乳腺癌患者。该设备使用二氧化碳来驱动癌症组织冷冻探针,而不是行业标准的氩气。相关研究发表在《PLOS One》杂志上,文章详细介绍了该工具在动物身上取得的成功。


https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207107

“她死了”

乳腺癌是全球女性癌症相关死亡的最大诱因,由于缺乏有效治疗,低收入国家的女性受乳腺癌影响尤为严重。美国乳腺癌女性的存活率高于90%,但沙特阿拉伯、乌干达和冈比亚的女性存活率分别为64%、46%和12%,明显低于美国。

在这些地区,当地人不会说“她得了乳腺癌”,而是说“她死了”。乳腺癌被认为是一种自动的死刑判决。

在这些低收入国家,治疗乳腺癌的主要障碍是医疗资源不足所导致的治疗选择受限——或是手术、化疗和放疗无法实施或过于昂贵,或是前往可获得有效治疗的地区医院的遥远而成本高昂,又或是前往医院但见不到医生等等原因。

在这些国家,用冷冻或冷冻消融术杀死肿瘤相较于外科手术切除肿瘤更现实可行,因为它降低了对无菌手术室和麻醉的要求,所以当地诊所能够进行手术。而且这些手术属微创范围,可以减少像疼痛、出血等的并发症,以及缩短恢复时间。

但是,目前的冷冻消融技术太过昂贵,单次治疗的费用就高达1万美元以上,而且依赖氩气来形成杀死组织的冰晶,低收入国家通常负担不起。

二氧化碳替代氩

了解到这些低收入国家乳腺癌治疗的障碍因素后,约翰霍普金斯大学一个本科生团队想要创造一种使用二氧化碳的组织冷冻工具,因为碳酸饮料的普及,所以大多数农村地区能够实现对二氧化碳的广泛使用。他们给自己的团队命名为Kubanda,这个词在祖鲁语中是“冷”的意思。

研究小组在三个不同实验中测试了他们的工具,以确保它能在类人类乳房环境下保持足够的低温,并成功杀死肿瘤组织。

在第一个实验中,研究小组使用该工具对超声波凝胶罐进行测试,以确定它能成功达到杀死组织的标准冷冻温度,并形成一致的冰球。在所有的测试过程中,该装置都形成了足够大的冰球,并达到了零下40摄氏度的温度,达到了美国类似装置杀死组织的标准冰点。

在第二个实验中,研究小组治疗了九只患有10个乳腺肿瘤的大鼠。之后,他们在显微镜下观察组织,证实该工具成功地杀死了85%或更多的肿瘤组织。

由于正常猪肝脏的温度与人类乳房的温度相似,研究小组测试了该工具是否具有足够地的温度,达到足以破坏正常猪肝脏组织的能力。在整个实验过程中,该装置能够一直保持足够的低温来杀死目标组织。

这些结果证明了在资源有限的环境下,基于二氧化碳的冷冻消融系统用于改善实体肿瘤治疗选择的可行性。

创新的真谛

“这个项目是一个生物医学工程设计的成功例子,”约翰霍普金斯大学生物医学工程助理教授、该研究的通讯作者Nicholas Durr说,“这个本科生团队非常成功,因为他们在真正理解了需要满足的约束条件之后,为这个问题创造了一个切实可行的解决方案。”

“癌症治疗的创新并不总意味着创造出一个全新的治疗方案,有时它意味着从根本上创新等同有效的治疗方法,造福更多的人。”贝利苏瑞提斯说,约翰霍普金斯大学生物医学工程研究生、该研究第一作者。

虽然结果很有希望,但在投入临床使用之前,该设备还需要额外的实验。研究小组的下一步主要是确保它能在与人类乳腺组织相同的温度条件下持续杀死癌症组织。

参考资料:

[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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