癌症治療一直是世界性的醫學難題,儘管醫學水平隨著科技的發展不斷進步,但是在複雜的人體環境中對抗癌細胞,仍然存在很多未知領域。
由於腫瘤細胞是向四周浸潤的,邊界模糊,傳統手術方式無法完全切除而又無法避免轉移;放化療法又是無區別殺傷,對身體存在副作用。如何精準找到癌細胞進行抑制,而又和正常細胞加以區分治療成了一種僵局對立,亟待醫學界去打破和解決。
腫瘤治療新方式出現
而如今,這一現象有望被打破!在江蘇省石墨烯創新中心名譽主任、江南石墨烯研究院名譽院長、烯旺新材料科技股份有限公司董事長馮冠平先生建議下,南京醫科大學聯合烯旺新材料科技股份有限公司等單位研發出將石墨烯柔性電子器件用作腫瘤治療的新型遠紅外發生器,實驗證明,其可有效抑制腫瘤生長並延長荷瘤裸鼠存活時間,未來有望應用於無創治療腫瘤的聯合策略。
這篇實驗論文登上美國專業醫療研究雜誌《Advanced Therapeutics》,實驗論文顯示:來自南京醫科大學的兩位博士,採用了一種烯旺科技獨立智慧財產權的柔性石墨烯器件作為遠紅外發射源,在腫瘤治療領域發現了一種新的無創治療方式。
圖為美國專業醫療研究雜誌《Advanced Therapeutics》封面
研究發現:對比碳纖維器件,石墨烯柔性器件輻射的遠紅外具有更強的誘導腫瘤細胞凋亡的能力,可以顯著抑制MDA-MB-231 乳腺癌細胞在裸鼠體內的惡性增殖及轉移。
《Advanced Therapeutics》期刊,在國內被譯作《先進醫療》,是老牌科研雜誌社Wiley旗下專門發表尖端治療研究的高水平刊物,由眾多全球生物醫學領域的國際知名專家作為執行顧問,涵蓋多領域醫療關鍵主題,如無創治療、靶向藥物輸送、細胞和基因療法、個性化藥物和藥理學等,是腫瘤治療領域的科技權威論壇。
圖為MDA-MB-231 乳腺癌移植瘤實驗:由圖可見對比碳纖維器件,經由石墨烯器件輻射的遠紅外治療後,對腫瘤增殖的抑制能力更強(圖C~E,G-H),同時治療副作用更小(圖B,F)
石墨烯熱療背後的原理解析
負責此次實驗研究的南京醫科大學胡克博士和俞婷婷博士團隊,採用了烯旺科技的純石墨烯發熱膜柔性石墨烯器件,率先開展該器件發射的遠紅外波在腫瘤治療中的應用。那麼這項研究背後有哪些隱藏的科技實力呢?
圖為南京醫科大學胡克博士
他們發現,通電後這種石墨烯柔性器件產生的輻射能量,主要集中在遠紅外波段,且其能量佔比較高的主要特徵峰落在人體及裸鼠的體表吸收譜(活體)的吸收窗口區域。而作為對照的碳纖維器件,其主要特徵峰處於人體及裸鼠的體表吸收譜(活體)的吸收窗口區域以外,同時在活體吸收窗口所在的波段,石墨烯器件的發射譜與人體及裸鼠的吸收譜之間的相似度也遠高於碳纖維器件的發射譜。
當石墨烯作為遠紅外熱源時,石墨烯發射的遠紅外竟能有效抑制癌細胞生長、轉移,促進癌細胞凋亡。而3D體外培養模型表明,較高的遠紅外穿透力是其具有較強促凋亡能力的原因之一。
因此,石墨烯熱療的原理是,石墨烯熱療產生的特殊遠紅外光譜特性跟人體的波普吸收特性十分接近,所以石墨烯熱療產生的特殊遠紅外讓熱量更好的傳輸入人體,避免了多餘能量積聚帶來的副作用。
對於烯旺科技在腫瘤領域的重大突破,河北省名中醫、原保定市第一中醫院主任中醫師任慧雅教授評價道:「石墨烯柔性電子器件的創新研究及應用,為腫瘤患者開創性提供新的聯合治療手段,具有廣闊的臨床應用前景和推廣價值,為腫瘤患者帶來福音。」
石墨烯醫療的價值不容小覷,而這並不是烯旺科技石墨烯發熱膜第一次展現出醫療功效。早在2019年4月烯旺科技即通過臨床實驗研究發現:通過石墨烯熱療可以明顯縮小良性甲狀腺結節的最大直徑和最大橫截面面積。這一基本原理是在對機體加熱時,由於腫瘤組織自身的組織結構不健全,散熱較正常組織慢,使腫瘤組織的溫度較正常組織高出5~10 ℃,而惡性腫瘤細胞對高熱敏感,熱療後腫瘤細胞被殺死或逐漸凋亡,而正常組織不受損失。
作為此次實驗研究的基地,對於這種全新的無創腫瘤治療方式,南京醫科大學附屬逸夫醫院內分泌科主任、博導,中國醫師協會內分泌分會委員劉煜認為:「該研究的切入點巧妙地結合了乳腺癌這種疾病本身的特點,有望以一種可穿戴設備的方式實現乳腺癌低副作用、無創的治療。這種巧妙結合新材料特性和疾病臨床特點的模式,更加有利於其後續轉化為真正意義上的臨床治療手段,尤其在一些較為淺表腫瘤治療方面具有可期的臨床應用前景。」
憑藉在石墨烯醫療領域的不斷探索,烯旺科技聯合國內領先的產學研及醫療機構,如深圳清華大學研究院、北京301醫院、南京醫科大學、廣西中醫藥大學等機構開展了20多項醫療試驗,先後在慢性腰腿痛、寒溼凝滯型痛經、關節炎等等疾病方面取得醫療成果。而基於此原理的石墨烯熱墊儀(護腰、護膝、護肩)產品取得了國家二類醫療器械證書,成為國內首家獲得醫療認證的石墨烯企業。
在美國東方康復中心開展的「石墨烯發熱護腰(護膝)貼敷配合針刺治療」的臨床實驗,也取得了驚人效果。不僅對慢性腰腿痛的愈顯率高達87.8%,在實驗中還發現,多個癌症患者使用石墨烯護腰(護膝),得到較好的臨床效果,比如緩解疼痛、促進夜間睡眠,提高生命質量等。對提升癌症患者的低體溫、增強免疫防禦能力,有值得去深入研究的價值。
傳統的癌症治療手段,都存在一定程度上的弊端,比如手術創口引發癌症轉移、放化療的敵我不分而殺死正常細胞等等。
此次在石墨烯遠紅外波應用於無創腫瘤治療實驗中,即採用這種石墨烯溫熱療法,依靠石墨烯柔性器件發射遠紅外滲透進體內,以一種純物理治療方式高溫殺死或者抑制癌細胞增殖。在此次實驗研究中,研究團隊還發現這種治療手段相較傳統治療手段,副作用很小。這也為傳統的腫瘤治療方式打開了全新思路,不僅可以做到無創治療,減少患者痛苦,還能減少放化療等方式對身體帶來的副作用。
這次實驗取得的重大突破,離不開石墨烯這種神奇的二維材料。烯旺科技這種純石墨烯柔性器件取得醫療重大發現,為石墨烯行業帶來了極大推動力。江蘇省石墨烯創新中心主任、第六元素董事長瞿研博士在看過這篇研究成果論文後說到:「這篇工作的發表,是石墨烯在醫療器械方面尤其是癌症治療和康複方面的一大突破,在石墨烯產業發展過程中具有裡程碑式的意義。其對石墨烯產業發展的推動作用不亞於華為率先使用石墨烯散熱膜。」
隨著醫學科技的不斷發展,新材料的快速更新,傳統腫瘤治療手段的弊端亟需改變。醫學界也在不斷尋找著新的力量去改變這一現狀。當弊端凸顯,勢必就有新的方式進行替代。高效能、無副作用的無創治療策略的發展已成為腫瘤治療重要的研究課題。
由此可見,這種柔性的純石墨烯發熱膜在腫瘤治療領域取得的重大突破,在未來治療腫瘤領域,將發揮著它更大的潛能!我們拭目以待!
實驗結果表明,在相同輸入功率下,與碳纖維器件相比石墨烯器件產生的遠紅外輻射能夠更強地誘導MDA-MB-231乳腺癌細胞和PC3前列腺癌細胞發生凋亡,顯著抑制MDA-MB-231細胞和LoVo結腸癌細胞形成單克隆的能力。由石墨烯器件產生的遠紅外輻射處理後的MDA-MB-231細胞和LoVo細胞顯示出明顯被削弱的轉移和侵襲能力。另外, 除抑制腫瘤生長外,石墨烯器件產生的遠紅外線對腫瘤的治療效果也表現為可以延長荷瘤裸鼠的存活時間。因此,石墨烯柔性電子器件的創新研究及應用,為腫瘤患者開創性提供新的聯合治療手段,具有廣闊的臨床應用前景和推廣價值,為腫瘤患者帶來福音。」
編輯：徐徐