東京工業大學的藤枝俊宣副教授與研究生齋藤優人等組成的研究團隊開發出了可以局部加熱活體內器官的片狀裝置。該裝置利用了電磁爐的原理,由使用金顆粒製成的電子電路和用於醫療材料的聚乳酸薄膜構成。該裝置有望用於癌症的熱療法,可將現有大型冶癒裝置的體積等比縮小到微波爐大小。計劃未來10年内開始實施臨牀試驗。
新開發的發熱片輕薄柔軟(圖片由東京工業大學提供)
這款與麻布大學和帝京大學共同開發的發熱片厚約7微米(微米爲100萬分之1米),非常柔軟。首先利用奈米(奈米爲10億分之1米)尺寸的金顆粒墨水在耐熱聚醯亞胺膜上印刷電子電路,然後加熱使顆粒粘附到一起。之後將製作的電子電路轉印到利用聚乳酸製成的膜上。藤枝副教授介紹說:「這是一種容易量產的製造方法」。
將發熱片貼到人體器官表面,並使通電線圈靠近器官時,在電磁感應的作用下,加熱片上的金會產生渦流,從而發熱。研究團隊考慮將其應用於癌症的熱療法。這種冶癒方法是透過加熱不耐熱的癌組織來殺死癌細胞,優點是副作用小,主要用於復發的乳房癌、宮頸癌和直腸癌等。使用廣播無線電或微波對局部進行加熱的方法在日本屬於醫保範圍。
不過,從體體外曝露的冶癒裝置體積比較大,可以實施冶癒的醫院有限。新開發的發熱片的原料費只有幾千日元,有望用來製造低成本的小型冶癒裝置。
在實驗中,研究團隊將發熱片貼到狗的肝臟上,然後用線圈靠近進行加熱。肝臟的表面溫度在1分鐘内約升高了7度。細胞在約43攝氏度的溫度下就會死亡,因此研究團隊認爲該方法可應用於冶癒。停止通電後約1分鐘溫度即可恢復至原來的水平,很容易控制。還可以透過通電能調節溫度。
用顯微鏡觀察加熱後的肝臟組織應答,沒有發生燙傷等發炎。即使將發熱片一直貼在器官上,約1個月後也會分解,金會被排出到體外。據介紹,沒有貼發熱片的部位溫度不會升高,不容易影響癌細胞以外的組織,比較安全。
發熱片非常柔軟,因此可以捲起來放入內視鏡手術使用的直徑1釐米左右的管子裏,方便遞送到患處,發熱片表面實施了親水性處理,容易粘附到器官上。目前必須將線圈靠近發熱片才能充分加熱。今後將進一步改良,使其在10~15釐米遠處也可以加熱。目標是實施可以利用線圈從體外送電並精確控制加熱溫度的裝置。
日文:下野谷涼子,《日經產業新聞》,2021/06/28
中文:JST客觀日本編輯部