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幸运28:“康博刀”让肿瘤走开

“康博刀”让肿瘤走开

  当前,在人类所面临的各种重大疾病中,肿瘤发展态势日趋严峻。今年政府工作报告中也指出:“国家科技投入要向民生领域倾斜,加强雾霾治理、癌症等重大疾病防治攻关,使科技更好造福人民”。

  而在中科院理化技术研究所,也有这样一支科研队伍,他们在近二十年的时间里,致力于癌症肿瘤治疗设备研发。近期,团队研发的高低温复式肿瘤微创治疗设备(又名“康博刀”“冷热刀”)第一批产品下线,即将服务于全国各地的临床一线治疗。

  冷热复合治疗显优势

  据国家癌症中心发布的最新数据显示,中国每天约1万人、平均每分钟就有7人确诊癌症,研发先进肿瘤诊疗技术长期成为国内外主攻的重大课题。

  在中科院公布的2017年年度科技成果转移转化亮点工作中,“康博刀”榜上有名,位列第一。中科院理化所研究员刘静告诉《中国科学报》记者:“我们在国内外首次提出并实现了深低温冷冻和高强度加热的复合式治疗模式及技术解决方案,治疗系统最低温度可达-196℃,最高温度可达80℃以上,适用于80%以上的癌症。”

  据了解,单一的冷冻或加热治疗都可以对肿瘤组织起到杀灭作用,与传统放、化疗相比,对人体创伤小,几乎没有副作用,但是也存在局限性。

  “如果冷冻不彻底,被治疗部位不会被彻底破坏,反而有可能对目标组织起到低温保存的作用;在高温热疗时,人体疼痛感略强,且血液循环有可能因为热刺激而增强,这在一定程度上可能会促进肿瘤细胞沿血管扩散。”刘静说。

  医疗器械的研发从来不取决于医学一门学科,而是涉及到物理、材料、工程等多学科的交叉融合。作为世界上首台集高低温消融治疗功能于一体的复式肿瘤微创治疗系统,团队解决了一系列重大技术难题。

  刘静说:“用于传输高低温流体工质的消融探针,最细直径可达2毫米,能在冰火两重天的极端低温和高温之间切换,探针沿途微小空间内的真空度可以保持半年以上甚至一年,确保了高强度冷量或热量仅在探针尖端释放,这是工艺和低温物理上的突破,性能指标可以说显著超越了当前国际上最好的技术水平。”

  不畏困难坚守初心幸运28

  当前,低温临床医学的治疗功效被更多的人所认可,但不得不承认的事实是,目前国内高端肿瘤冷冻治疗设备市场长期被美国和以色列垄断,一台单机设备售价甚至一度高达上千万元。

  “癌症是整个人类所面临的共同问题,我国的医疗仪器工业发展还不够健全,因此作为科技工作者,研发出具有我国自主知识产权的尖端肿瘤治疗设备是我一直以来的目标。”刘静表示。

  从1999年起,带着这样的“初心”,靠着不多的启动资金,刘静带领团队成员开始了研发之路。刚开始的科研经费不是那么充足,他形容工作“就像战斗中攻山头一样,好不容易逼近中途重要目标时,发觉已经弹尽粮绝,只好又下来寻找并补充弹药,接着再攻上去”。实验室最困难的时候,账面上仅剩下5万块钱。

  但凭着这股咬牙坚持的劲头,刘静还是带领团队成员克服了经费短缺、设备严重不足等问题。

  在实验室,记者见到了最新的康博刀设备。刘静告诉记者,当时为了给康博刀做一个完美的外观设计,光是备选方案就换了四五十种。

  这还是一项“实战性”极强的重大医疗装备研究任务,任何一个小环节都不能出问题。刘静说:“之前曾有半年的时间内,设备性能始终徘徊不前,我们不得不一直重复着拆了装、装了拆的检修过程,然而始终不明就里。仅从原理上来看,设备的运行步骤没问题,但经过艰苦细致的仔细排查才终于发现,是空气里的灰尘阻塞了探针继而影响了机器运转。这给自己以后的工作提供了宝贵启示,那就是,工程实践中面临的复杂性往往远超理论预想,必须周密应对。”

  刘静告诉记者,国内盛行的相关进口产品使用的氩气、氦气为稀有性超高压气体,在300~500 个大气压下工作,在手术实施中存有不小的安全隐患,且来源十分受限,严重限制了先进微创低温治疗技术的普及应用。

  面对国家的紧迫需求,新系统引入了方便获取的液氮与乙醇作为主要载热工质,使得运行和使用成本呈数量级降低。现在的幸运28康博刀运行压力在2至5 个大气压之间,大大增加了使用的安全性。

  尖端医疗器械研发大有可为

  从实验室到产业化再到产品上市,一路走来,刘静带领团队披荆斩棘。2014年,在四年一度举行的国际传热界奥林匹克大会上,刘静作了题为《通向恶性肿瘤靶向冷冻或热消融治疗的途径:生物体系内热量的精准输运》的报告。与此同时,他也获得了国际传热学界最高奖项之一:威廉·伯格奖。

  当前中国已经进入老龄化社会,面临的医疗压力也越来越大,尖端医疗器械发展也成为社会主要需求。“满足社会重大需求,这是科学最有生命力的地方。”刘静告诉记者。

  刘静说:“过去由于种种条件所限,加之高端设备技术复杂、综合性要求高、研发周期长、投资巨大,我国的医疗设备工业发力点大多处在相对低端的领域,许多企业只能生产一些简单的医疗器械和耗材,能够涉足尖端医疗设备研发和生产的机构不多。我希望随着国民经济条件的日益改善,现在可以创建更好的研发环境,不断激发相关领域科技人员的创造力。”

  康博刀是一项“领跑国际的治癌新设备”。当记者问到其什么时候可以在医院应用、治疗费用几何时,刘静回答道:“应该很快了,目前由海杰亚公司出品的设备已经进入国内一些知名医疗机构,正等待相关部门在收费项目方面进行批复。医疗器械定价是一个比较长的过程,需要兼顾效率和合理性。”

  随着康博刀市场的不断扩大,主动找设备出品机构——海杰亚公司谈合作的客户也越来越多。刘静指出:“海杰亚公司是一家很有抱负的企业,其生产康博刀不只是提供设备,而是希望通过努力,不断向系列化、智能化、专用化的道路发展,逐步构建起一个国际一流的综合性医疗资源提供商和服务体系。”

  (原载于《中国科学报》 2018-03-19 第6版 院所)