一种能够包裹胰腺、以光精确打击癌细胞进行治疗的“超小型发光二极管(LED)”装置已被开发出来。
KAIST表示,新材料工学科 Lee Geonjae 教授研究团队与 UNIST Kwon Taehyuk 教授研究团队通过共同研究,成功开发出一种能够包覆整个胰腺并直接传递光线的“3D微型发光二极管(micro LED)”装置,并于11日对外公布。
(上排自左起)KAIST 硕博连读生 Kim Minseo、博士 Lee Jaehee、UNIST 博士 Lee Chaegyu,(下排自左起)KAIST 教授 Lee Geonjae、UNIST 教授 Kwon Taehyuk。KAIST 提供
View original image胰腺癌因诊断困难、治疗棘手,被称为“癌中之王”。其5年生存率仅约10%,被视为典型的难治性癌症。尤其是从第2期开始,肿瘤周围会形成坚固的防御屏障(肿瘤微环境),导致手术难度大,抗癌药物和免疫细胞也难以渗透,治疗成功率极低。
作为克服这一难题的替代方案,近年来光动力治疗(Photodynamic Therapy)备受关注。这是一种向只附着在癌细胞上的药物(光敏剂)照射光线,从而破坏癌组织的方式。但使用传统激光时,光线很难传递到胰腺所在的深部器官。同时,过强的光线还伴随可能损伤正常组织的风险。
联合研究团队为解决这些问题,设计出一种如“章鱼”触手般可自由弯曲、并能在紧密贴合胰腺表面的状态下进行照射的三维微型发光二极管装置。该装置可按照胰腺形状包覆其表面,并在长时间内均匀传递光线,从而在不影响正常组织的前提下,仅对癌细胞进行精确打击和清除。
在实际对活体小鼠应用该装置的实验中,3天内肿瘤纤维组织减少了64%。研究还确认,受损的胰腺组织恢复到了正常结构。这一结果显示出利用该装置开展胰腺癌治疗临床试验及实现商业化的可能性。
Lee 教授表示:“胰腺癌治疗中最大的障碍是直接清除肿瘤微环境。联合研究团队正是从这一视角出发,提出了新的光治疗范式,并同时验证了其技术完整性。”
他还补充称:“联合研究团队今后将基于人工智能(AI),实时分析胰腺癌肿瘤状态,构建可实施个体化治疗的平台,并寻找用于临床应用的合作伙伴,推动相关技术实现商业化。”
Kwon 教授表示:“本次研究取得的成果,将有望突破既有光治疗在‘深部组织光传递’方面的局限,成为拓展难治性癌症免疫基础治疗策略版图的重要踏板。”
另一方面,本研究是在全球生体融合界面材料中心(先导研究中心)和国立癌症中心的支持下开展的。研究结果(论文)近日被国际学术期刊《Advanced Materials》选为封面论文并刊登。
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