烯旺科技医疗大咖专访:我为何用石墨烯做无创治疗肿瘤研究?
2022-05-20 14:17:28

为了让大家更好地了解医疗研究成果以及专家大咖们在研究背后的故事,烯旺科技特别进行了医疗合作专家访谈,选择代表性的专家们一对一进行专访,给大家一个更加清晰、饱满、立体的石墨烯医疗背后的故事分享,打造烯旺科技自己的《十三邀》和《圆桌派》。

 

本期专访人物:胡克博士

胡克,南京医科大学副教授、东南大学生物医学工程学院博士、江苏省生物医学工程学会纳米医学分会青年委员。

 

在烯旺科技开展的一系列医疗研究中,其中关于“无创治疗肿瘤”系列的试验成果备受关注。除了在国内医疗界引发轰动外,引发媒体纷纷报道外,论文还连续两次登上了国际医疗杂志,并且都以封面论文形式发表。

访谈的第一期,带着对该研究背后的一些问题和思考,我们非常荣幸地请到了进行该无创治疗肿瘤实验的专家胡克博士。

在访谈中,胡克博士十分细致认真,在谈到如何开始该课题研究以及试验的过程、产生的结果时,胡克博士提到进行该研究“对医学界针对肿瘤治疗的重大意义”以及”石墨烯远红外的特殊性”。其中提到的“一次性热效应”和“二次热效应”理论,则是颠覆了我们对于以往远红外医疗价值的认知。

 

为何决心研究无创治疗肿瘤课题?

2017年,作为纳米复合生物材料出身的胡克博士,在南京医科大学从事生物工程方面的研究。随后在一次交流会上,遇见烯旺科技董事长冯冠平教授,并了解到“石墨烯材料在医疗方面的巨大价值前景。这一次接触,一下子激起了胡克博士的兴趣,并决定着手进行石墨烯器件的研究。

 

在谈到为何胡克博士会对石墨烯的热疗应用为何会如此看重时,胡克博士谈到,这是因为在攻读博士期间,从事的研究工作有一部分的应用涉及肿瘤热疗。而石墨烯的医疗价值也体现在热疗方面。因为如何将热疗更好地应用到肿瘤治疗领域,一直是他思考的问题。

 

另外,热疗方式可作为肿瘤联合治疗的一个新形式。这种新的治疗方式,能够加强原有肿瘤治疗方案,对于未来的个性化肿瘤治疗具有非常重大的意义。作为科研工作者,胡克博士拥有着对医疗契机点的敏锐,也有着一颗炙热的造福社会的责任感。

 

为何会将热疗应用到无创治疗肿瘤层面

这是因为“远红外的穿透性比较强”。石墨烯热疗可作为“不需要摄入人体的发热材料”进行辅助肿瘤热疗。

“在生物材料治疗肿瘤研究中,如果需要对病灶进行治疗则需要一个内在的媒介,相当于是要把一些非常小的生物材料打到人体内,让它主动跑到肿瘤那个区域,然后再用外加的一个特殊频段进行发热。“

所以能不能有一些新的治疗手段,就是不要再依赖于这种需要摄入的生物材料,直接进行无创呢?也就是说通过一个手段引发有一定穿透深度的热疗。所以,胡克博士想到了利用石墨烯远红外的特性,正好可以实现这一设想。

而且石墨烯材料具有发热速度快、电热转换率高、直流供电等属性,非常适合作为体外无创热疗的材料。

同样是远红外,吸收大不一样

既然是远红外,那么其他材料为何不行呢?胡克博士提到,“要让这种渗透能深入,需要具有吸收上的特异性。”例如之前接触过一些其他的光热疗手段中,如在临床康复科室已经沿用的红外烤灯一类的设备,它没有很明确的一个特征波段,发射的远红外光波段比较宽,导致它在人体吸收上没有特异性。

由于人体有一个吸收特性,因此不是所有的远红外都比较容易吸收。对此怎么解释呢?胡克博士举了一个生动的例子:“”这就好比人站在太阳底下,太阳发射的太阳光是有非常多不同波长的电磁波共同组成的。但是人对于不同的波段,吸收是有差异的。其中6—14微米这个波段,是人体比较容易主动吸收的波段范围。

这个和石墨烯发热释放远红外的波段也十分吻合。同样的,我们可以把石墨烯材料热源当做一个小太阳,那么这个热就能渗透进人体,被人体更好吸收了。

 

于是,我们提到一个问题:假如发热的远红外不能被吸收呢?

胡克博士解释道:如果不吸收,然后发热的功率又很大,那么热量可能就积累在体表

引起烫伤。反之,如果比较容易吸收,热量可以深层穿透到体内,这时我们皮肤以下大量的血管以及循环系统,会把热量带走。

 

“一次性热效应”和“二次热效应”

这是个非常有意思的点,也是在访谈中我们非常意外的一个收获。

什么是“一次性热效应”呢?胡克博士认为:“一次热效应,就是由某个发热体照射引发的直接热效应。”比如说红外烤灯,发热释放的远红外作用到人体部位,由这个热引发产生了皮肤温热的反应,这叫一次热效应。

 

那么什么是“二次热效应”呢?

这个就是个非常值得探讨的问题了。所谓二次热效应,就是在引发一次热效应后,我们发现在红外照射部位,激活了或者影响了人体后续在照射区域的某一些生化反应。

 

而之所以产生这么有趣的设想,则来自于胡克博士的两次关于无创治疗肿瘤的试验研究当中。胡克博士解释到,我们在石墨烯远红外研究领域是一个崭新的领域,行业内几乎没有同类的研究。而在生物学领域,很多机制都是非常复杂的,所以我们的很多研究都来自于观测的现象。

二次热效应,便来自于观测的现象。因为我们发现石墨烯器件的远红外照射后,热滞留的时间很长,并且热消退时间也比较长。从科学上来说,这个肯定不是热直接引发的。

一般来说,如果是热源直接引发的热在一段时间过去以后,热应该会丧失,如果热滞留时间长,那么很可能是红外光波照射这一个生物组织后,这个热量产生了某一些生化反应,即使红外源撤了,依然能导致这个局部的温度长时间能维持在一个较高的水平。”

而在试验过程当中,恰恰也发现了这一点。

那么这个问题留待后续我们再继续进行研究。