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微氣泡醫療新視界|精準與非侵入性的癌症治療技術

微氣泡技術不僅在清潔與環保領域展現了非凡的應用,近年來更成為醫療科技的新興焦點。特別是在癌症治療中,微氣泡結合超音波的技術,憑藉其 精準、安全、非侵入性 的特點,為患者提供了革命性的治療方案。

多年前,我們有整理過一篇關於微氣泡及癌症的文獻,當時這篇文獻讓我對於微氣泡留下深刻的印象,甚至可以說超出想像。(當時的文章,可以參考這裡)過了這麼多年,微氣泡在醫學的領域又有了更大的突破!

以下將介紹微氣泡在癌症治療中的三大應用案例,讓您了解這項技術如何改變醫療未來。

葉秩光 漩渦式超音波聲鉗

資料來源:國家科學及技術委員會、自由時報

1. 超音波結合微氣泡技術:提升治療精準度

清華大學醫環系葉秩光教授的「漩渦式超音波聲鉗」技術,是微氣泡應用於癌症治療的一大突破。

  • 技術原理
    漩渦式超音波聲鉗通過設計特殊的聲波場,產生類似漩渦的超音波效應。當帶氧微氣泡注射到患者體內後,超音波漩渦場將微氣泡引導至腫瘤部位。此過程利用聲波的物理特性(如輻射力)聚焦微氣泡,確保其準確作用於目標區域。

葉秩光教授注意到腫瘤內部一旦缺氧,會大幅影響化學與放射治療的治療成效,而促使腫瘤缺氧的原因是腫瘤內大多是功能缺陷的不成熟血管,運輸氧氣及養分的能力較差。因此若能精準將氧氣遞送至腫瘤內部,將可改善腫瘤血管的型態及功能,提升腫瘤血管輸送氧氣與藥物的能力,或是增加對放射治療的敏感度,甚至誘發後續抗腫瘤免疫細胞的活化,能多方面提升腫瘤治療效果。

透過非侵入性治療,彌補腫瘤血管運輸效率低下的缺陷,驅動微氣泡釋放氧氣以緩解腫瘤缺氧問題,未來甚至可用來操控藥物的分佈位置,使藥物可以大量集中在病灶處而不接觸到正常組織,達到精準醫療藥物遞送。

2. 微氣泡在腦瘤治療中的應用:突破血腦障壁

長庚醫院開發的「手術導航導引聚焦超音波系統」克服了傳統腦瘤治療中的難題。

  • 技術原理
    • 微氣泡隨靜脈注射進入血液中,當聚焦超音波作用於腦部特定位點時,微氣泡受到聲波振動,短暫打開血腦障壁。
    • 這種「可逆性開啟」能在數小時內自然恢復血腦障壁的完整性,保護腦部免受感染或其他損傷。

以往腦瘤的治療效果始終不好,病人存活期平均只有約14到16個月。主因是絕大多數的治療藥物都會被腦部特有的血腦障壁阻隔在外,藥物無法進到腫瘤區殺死癌細胞。血腦障壁(Blood-Brain Barrier, BBB)是保護腦部免受有害物質侵害的天然屏障,但同時也阻擋了大多數抗癌藥物的穿透。而聚焦超音波搭配微氣泡起作用,可以在腦部特定區域暫時開啟血腦障壁。利用此項特性,可輸送化學治療藥物以清除腫瘤,對腦疾的治療有很大幫助。

手術導航導引聚焦超音波系統

資料來源:長庚醫院、ETtoday新聞

手術導航導引聚焦超音波系統 2

資料來源:長庚醫院、ETtoday新聞

2. 微氣泡在腦瘤治療中的應用:突破血腦障壁

長庚醫院開發的「手術導航導引聚焦超音波系統」克服了傳統腦瘤治療中的難題。

  • 技術原理
    • 微氣泡隨靜脈注射進入血液中,當聚焦超音波作用於腦部特定位點時,微氣泡受到聲波振動,短暫打開血腦障壁。
    • 這種「可逆性開啟」能在數小時內自然恢復血腦障壁的完整性,保護腦部免受感染或其他損傷。

以往腦瘤的治療效果始終不好,病人存活期平均只有約14到16個月。主因是絕大多數的治療藥物都會被腦部特有的血腦障壁阻隔在外,藥物無法進到腫瘤區殺死癌細胞。血腦障壁(Blood-Brain Barrier, BBB)是保護腦部免受有害物質侵害的天然屏障,但同時也阻擋了大多數抗癌藥物的穿透。而聚焦超音波搭配微氣泡起作用,可以在腦部特定區域暫時開啟血腦障壁。利用此項特性,可輸送化學治療藥物以清除腫瘤,對腦疾的治療有很大幫助。

3. 微氣泡技術在肝癌治療中的突破:非侵入性療法

美國HistoSonics公司開發的「Histotripsy」技術,利用高強度超音波結合微氣泡,實現無創肝癌治療。

  • 技術原理
    • Histotripsy技術通過高強度超音波聚焦於肝臟腫瘤部位,誘發微氣泡的快速振動與塌陷(氣泡爆破效應)。
    • 這種振動產生的高能量能直接破壞腫瘤細胞結構,實現精確的「組織消融」。

自然微氣泡或在超聲波下產生的微氣泡是該技術的基礎,這些微氣泡在高強度聚焦超聲波的作用下迅速膨脹和塌縮,產生剪切力和高壓衝擊波來破壞細胞結構。與熱效應技術相比,微氣泡壞具有更高的精確性,能夠選擇性地消融腫瘤細胞,對周圍健康組織的影響最小。在實驗中,微氣泡效應還顯示出潛在的免疫調節作用,有助於刺激抗腫瘤免疫反應!

資料來源:UChicago MedicineNational Library of Medicine

微氣泡技術:癌症治療的新希望

隨著醫療研究的進步,微氣泡技術在癌症治療領域展現出巨大的潛力。這項技術結合了精準度與非侵入性,成為對抗腫瘤的有效工具。從腦瘤到肝癌的治療應用,微氣泡技術正在重新定義癌症治療的可能性。

(以上內容為微氣泡結合醫學技術的使用,我們的微氣泡並沒有醫療效果。)