纳米刀治疗恶性肿瘤

1、 不可逆电穿孔治疗术不可逆电穿孔治疗术 NanoKnife纳米刀纳米刀 广州雅敦集团广州雅敦集团 目录目录什么是纳米刀什么是纳米刀纳米刀的工作原理纳米刀的工作原理纳米刀的特点纳米刀的特点合理布针原则合理布针原则病例病例.强大电场产生微秒级的电脉冲，促使细胞凋亡。 .是一种非热能的消融技术.每次最少需要支消融探针（支主针及支副针）进行工作.最多可连接支消融探针.与配套的心电同步仪同时使用可降低手术风险纳米刀设备的组成部分纳米刀设备的组成部分 非热能消融非热能消融1 不可逆电穿孔（Irreversible Electroporation 简称IRE）是一种非热能消融技术1，电场不会产生任何热量 应

2、用短脉冲、高电压的直流电技术 细胞凋亡仅发生在消融区 在CT 或超声引导下放置消融探针21.Li et al., PLoS ONE, 6(4): e18831, April 20112.Ball et al., Anesthesia & Analgesia, 110(5): 1305-9, May 20101. LCD显示器2. 控制台和键盘3. 探针面板4.心电同步仪5. 脚踏开关/脚踏板纳米刀设备的组成部分纳米刀设备的组成部分纳米刀的附纳米刀的附件件纳米消融探针： 一次性使用的消融探针； 19G带刻度； 有长度为15cm及25cm两种规格可选； 针尖的暴露深度为04cm可调，步进为

3、0.5cm； 最大的插入深度为15或25cm。固定垫片： 帮助固定两支消融探针使保持平行； 调节两支消融探针的针距，10mm、 15mm、20mm、25mm。 纳米刀的附件纳米刀的附件AccuSync 心电同步仪： 是外置的心电同步设备；监护ECG心电，自动检测R波并发送触发信号； 与纳米刀设备配套使用。目录目录什么是纳米刀什么是纳米刀纳米刀的工作原理纳米刀的工作原理纳米刀的特点纳米刀的特点合理布针原则合理布针原则病例病例消融探针释放微秒级高压脉冲击破肿瘤细胞膜形成纳米级不可逆电穿孔完整细胞完整细胞破坏细胞膜破坏细胞膜肿瘤细胞凋亡肿瘤细胞凋亡免疫胞吞噬碎片免疫胞吞噬碎片纳米刀的工作原理纳米刀的

4、工作原理.电场强度电场强度50-1000v/cm(可逆）1000-3000v/cm(不可逆）.脉冲宽度脉冲宽度 70-100 s导致细胞膜可逆导致细胞膜可逆/不可逆的条件不可逆的条件 纳米刀的作用对象只针对细胞膜的脂质双层，对膜蛋白等其他分子无作用。 不可逆电穿孔定义不可逆电穿孔定义1 通过强大电场产生微秒级的电脉冲，在细胞膜上形成多个纳米级的不可逆电穿孔，破坏细胞内外平衡，从而促使细胞凋亡。1. Lee et al., Gut and Liver, 4 (Suppl. 1) 99- 104, Sep. 2010不可逆电穿孔治疗效果不可逆电穿孔治疗效果脉冲电场不可逆电穿孔免疫系统反应31天3天

5、7天14天影像来自AngioDynamics 猪肝脏的动物模型 细胞细胞凋亡1,2 巨噬细胞清除细胞碎片 1.Lee et al., Gut and Liver, 4 (Suppl. 1) 99- 104, Sep. 20102.Li et al., PLoS ONE, 6(4): e18831, April 20113.Lee et al., Technology in Cancer Research and Treatment, 6(4): 287-293, August 2007血管壁组织结构不受影响血管壁组织结构不受影响 血管壁由细胞及非细胞结构组成n胶质结构没有受到影响胶质结构没有受

6、到影响1 n第二天可见未受损伤的外膜和外弹力膜，没第二天可见未受损伤的外膜和外弹力膜，没有平滑肌细胞有平滑肌细胞 n第二天内皮细胞大量重新填充第二天内皮细胞大量重新填充 n第二周平滑肌细胞开始填充第二周平滑肌细胞开始填充血管壁组织结构没有受到影响血管壁组织结构没有受到影响 1.Wong, Jaime; Irreversible Electroporation of the Prostate, November 12th 2011, Presentation at Synergy 2011, Miami Florida, USA.消融区域重要结构得以保留消融区域重要结构得以保留 不可逆电穿孔技术

7、使细胞膜结构崩解导致细胞凋亡，而由蛋白形成的结构，如血管弹性纤维、胶原纤维及其他细胞基质并未受到影响。因此，血管和胆管等组织结构得以保留。动物及临床数据证明对下列结构不会造成不可逆损伤：动物及临床数据证明对下列结构不会造成不可逆损伤： 血管 胶原结构 非目标器官区域 胆管 尿道 输精管 神经血管束 肾集合系统临床没有发现下列情况：临床没有发现下列情况： 胆漏、狭窄或血栓消融区域重要结构得以保留消融区域重要结构得以保留IRE消融对神经的影响消融对神经的影响1 IRE消融处理后患者的神经功能会短期内受影响，但最终能得到完全的恢复。 IRE消融对神经轴突有所损伤，但各种由蛋白形成的组织结构，如神经基

8、底膜、神经内膜和神经束膜等不被破坏，有利于神经纤维再生，最终使神经损伤得以完全恢复（动物实验的结果是7周后完全恢复）。 1.第四军医大学学位论文：不可逆电穿孔（IRE）对细胞、组织作用的实验研究目录什么是纳米刀什么是纳米刀纳米刀的工作原理纳米刀的工作原理纳米刀的特点纳米刀的特点合理布针原则合理布针原则病例病例 纳米刀的纳米刀的6 6大特点大特点纳米刀的纳米刀的5大特点大特点相对于其他各种消融方法，具有以下优势1.消融时间短2.消融区的重要组织得以保留3.不受热沉效应影响4.消融彻底，消融边界清晰5.使细胞凋亡而非蛋白质变性坏死NO1.NO1.消融时间短消融时间短 每对探针释放90个微秒级的超短

9、脉冲，耗时小于1分钟； 消融3cm的肿瘤耗时小于5分钟血管神经胆囊、胆管胰管输尿管组织结构未被破坏纳米刀治疗后的组织？为何纳米刀可以击穿肿瘤细胞的细胞膜，却可以不伤害血管和神经？文献报道，因这些组织中含有更多胶原的结缔组织和弹性纤维，其细胞膜缺少产生不可逆电穿孔的Lipid bilayer（脂质双层），因此在纳米刀治疗的时候，不会伤及血管和神经。No.2消融区的重要组织得以保留消融区的重要组织得以保留图片来自：Imaging Guided Percutaneous Irreversible Electroporation: Ultrasound and Immunohistological C

10、orrelation非热能消融，无“热沉效应”不会因肿瘤靠近大血管而导致消融不彻底 No.3 无无“热沉效应热沉效应”治疗更彻底治疗更彻底No.4 消融彻底，消融边界清晰消融彻底，消融边界清晰凋亡是指细胞在其他诱导下发生的程序性死亡凋亡是指细胞在其他诱导下发生的程序性死亡细胞凋亡的优点之一是可利用免疫介入来清除凋亡细胞；同时吞噬细胞将凋亡细胞视为正常的死亡细胞,而将其清除以促进正常组织的再生与修复。No.5 细胞凋亡而非蛋白质变性坏死细胞凋亡而非蛋白质变性坏死术后第1天术后第3天术后第7天术后第14天经过纳米刀治疗后，消融区域可在短时间内被正常细胞替代，恢复其原有功能。No.5 细胞凋亡而非蛋

11、白质变性坏死No.5 No.5 细胞凋亡而非蛋白质变性坏死细胞凋亡而非蛋白质变性坏死目录什么是纳米刀什么是纳米刀纳米刀的工作原理纳米刀的工作原理纳米刀的特点纳米刀的特点合理布针原则合理布针原则案例案例合理布针原则合理布针原则1.各针之间尽可能平行2.进针深度保持一致3.合理调节消融探针暴露深度4.准确测量针间距离 各针之间相互平行各针之间相互平行 探针保持相互平行，如果聚合或散开，实际消融区会与计划消融区产生偏差。进针深度保持一致进针深度保持一致暴露20mm暴露20mm暴露20mm暴露20mm 合理调节消融探针暴露深度合理调节消融探针暴露深度暴露10mm暴露15mm暴露20mm暴露20mm准确

12、测量针间距离准确测量针间距离多针组合的消融区域多针组合的消融区域Two Probe Array多针组合的消融区域多针组合的消融区域 Three Probe Array 蓝色： 3个矢量脉冲多针组合的消融区域多针组合的消融区域Four Probe Array蓝色：6个矢量脉冲目录目录什么是纳米刀什么是纳米刀纳米刀的工作原理纳米刀的工作原理纳米刀的特点纳米刀的特点合理布针原则合理布针原则案例案例 胰腺手术文摘胰腺手术文摘1方法： 一项前瞻性多中心的评估，对2009年12月至2010年10月的44例晚期胰腺癌接受不可逆电穿孔术的患者的整体存活率进行了评估，并和85例期癌症接受标准疗法即单独化疗或放射

13、治疗的患者的整体存活率进行了对比。结果： 29例为胰头癌患者，15例为胰体癌患者。 40例患者在不可逆电穿孔术前接受了平均为5个月的单独化疗或化疗放疗结合治疗。 32例患者在不可逆电穿孔术后接受了化疗或化疗放疗结合治疗。 胰腺手术文摘胰腺手术文摘1结果： 对比不可逆电穿孔术和标准治疗，我们可以看到以下方面的显著改善： 局部无恶化生存期 （14 vs 6 个月，P=0.01） 远处无转移生存期（15 vs 9 个月，p=0.02） 整体存活率 （20 vs 13 个月，p=0.03） 不可逆电穿孔术组90天死亡率为 2%。 胰腺手术病例报道胰腺手术病例报道11.Bagla et al., JVI

14、R, 23:142145, January 2012 肝脏不可逆电穿孔术肝脏不可逆电穿孔术 瑞典瑞典2 血管内皮细胞瘤：5 x 5 x 4 厘米 瑞典Uppsala大学 肿瘤围绕右门静脉分支到主门静脉2.Case courtesy of Dr. Anders Nissen, Uppsala University Hospital, Sweden 肝脏不可逆电穿孔术肝脏不可逆电穿孔术 瑞典瑞典2 4支消融探针 放置相距2厘米 针头暴露深度2厘米 2次2厘米退针 消融深度共6厘米 重置探针2次2.Case courtesy of Dr. Anders Nissen, Uppsala Univers

15、ity Hospital, Sweden消融24小时后，增强的超声影像 肝脏不可逆电穿孔术肝脏不可逆电穿孔术 瑞典瑞典2 消融区域：7 x 5.5 x 5 cm 超声造影显示消融区域无强化（无残留肿瘤） 无并发症 门静脉无异常 无胆管扩张 患者3天后出院1.Case courtesy of Dr. Anders Nissen, Uppsala University Hospital, Sweden肝脏不可逆电穿孔术肝脏不可逆电穿孔术 德国德国3 靠近肝静脉的肝转移瘤 Vivantes Klinikum Neuklln 柏林 不可逆电穿孔术处理近肝静脉的病变。其它部位用射频消融术治疗。3.Cas

16、e courtesy Prof. Dr. Thomas Albrecht, Radiologie und interventionelle Therapie,Klinikum Neuklln, Berlin, Germany肝脏不可逆电穿孔术肝脏不可逆电穿孔术 德国德国3 消融后3.Case courtesy Prof. Dr. Thomas Albrecht, Radiologie und interventionelle Therapie,Klinikum Neuklln, Berlin, Germany肝脏不可逆电穿孔术肝脏不可逆电穿孔术 德国德国3总览3.Case courtesy Prof. Dr. Thomas