我国科研团队突破肿瘤精准诊疗技术 世界首创新型多功能光电导管实现诊疗一体化

(问题)肿瘤介入治疗讲究“找得准、到得了、治得好”;但在复杂血管或脏器环境中,临床常用的微创介入导管仍面临几项现实挑战:一是导航不够灵活、操控精细度不足,进入细小分支或穿行迂曲路径时更难;二是器械多为单一功能,诊断与治疗往往分开进行,术中对肿瘤边界的判断仍高度依赖影像与操作者经验;三是操作中需要反复成像,既拉长手术时间,也增加额外辐射暴露。更关键的是,传统影像对肿瘤边界及微环境差异的实时呈现能力有限,难以在“是否切入、切入多深、治疗范围多大”等关键决策上提供即时依据。 (原因)这些难题的核心在于:在微型化尺度下实现“多功能集成”受到限制。磁控导管可借助外部磁场提升转向和到达能力,但要把传感、给药、能量治疗等模块同时装进细径、柔性的载体,需要材料、结构和制造工艺的协同突破:既要足够柔韧、低摩擦、易通过,又要保证电信号稳定传输、传感窗口可靠、药物流道可控,并兼顾影像下的可视化定位。多重要求叠加,使传统加工与装配方式难以同时满足性能与尺度。 (影响)根据此痛点,中山大学蒋乐伦教授与谢曦教授团队提出一体化方案:利用三维多轴打印等微纳制造能力,构建磁驱多功能光电导管平台,打通“导航—感知—递送—治疗”的闭环。论文显示,该导管采用多芯同轴结构实现多通道集成,以液态金属导电通道在保持柔性弯曲的同时提升信号稳定性,并通过水凝胶涂层降低表面摩擦、提高在复杂解剖路径中的通过性;导管内置磁环结构增强磁响应能力,同时在X射线成像下清晰可见,便于在临床常用影像体系中定位与操作。针对前端传感单元既要保护又需体液交换需求,团队通过高精度微立体光刻打印保护外壳,在保护传感器的同时保证组织液流通,为稳定检测提供条件。 (对策)在验证环节,研究团队围绕“能否识别边界、能否完成治疗、能否贴近临床操作”分层评估:在兔原位肝癌模型中,导管集成的多种电化学传感器对肿瘤微环境对应的指标进行多点检测并生成分布热图,呈现肿瘤与正常组织交界处的梯度变化。多指标融合可降低单一信号波动带来的误判,使边界勾勒更接近病理判断。随后在小鼠原位肝癌模型中,团队将局部注射光敏剂与光纤激光照射结合,开展原位光动力治疗。结果显示,局部递送提高了肿瘤内药物富集,在抑制肿瘤生长的同时主要器官未见明显损伤,体现出“增效降毒”的潜在优势。为检验临床可操作性,团队还在巴马猪模型中在数字减影血管造影等条件下演示导管在磁场驱动下通过复杂血管路径、进入目标分支并完成注射;在腹腔镜辅助场景中实现肝表面多病灶定位穿刺、原位检测与模拟给药,并能在器官随呼吸及心搏位移时保持相对稳定贴靠,显示出深入临床转化所需的操作基础。 (前景)业内认为,肿瘤介入诊疗正从“看得见”走向“看得清、测得到、治得准”。该研究的意义在于,将多模态原位传感与微创治疗工具在同一载体上实现工程化整合,为术中实时判断边界与评估疗效提供了可能。面向下一步应用,还需在更大规模动物实验与规范化临床研究中进一步验证长期安全性、传感器一致性与重复使用可靠性,并评估与现有介入流程、影像导航系统的兼容程度;同时,针对不同肿瘤类型与部位的微环境差异拓展可检测指标与治疗模块,有望推动个体化介入治疗更精细地落地。

肿瘤微创介入正在从“把器械送到位”走向“把信息看清楚、把治疗做精准”。将磁控导航、原位传感与局部治疗整合到单一平台,为构建更实时、更可控、创伤更小的诊疗流程提供了新路径。未来,只有在严谨的临床验证与规范体系支持下,这类技术创新才能转化为可及、可用、可信的医疗能力,让患者获得更实在的获益。