為更多手術刀“引路”
我國熒光導航技術與裝置需兩條腿一樣長
隨著精準外科理念的提出，術中導航技術逐漸被應用於臨床，讓外科手術有了“地圖”的指引，不再“盲切”。而利用熒光術中導航技術進行的熒光引導手術，其熒光分子探針能在術中實時點亮癌細胞，突破了傳統手術治療的精度極限。
近日，復旦大學張凡教授團隊開發了一種具有高亮度的氮偶氮硼二吡咯烷刷狀大分子探針，其比之前報道的同類紅外二區熒光分子探針亮度高約10倍，同時具有很強的生物安全性，有望應用於腫瘤的早期診斷和術中導航。相關成果線上發表在國際期刊《德國應用化學》上。
近幾年，熒光術中導航技術也在不斷升級，以便在手術中更精準地為腫瘤定位，甚至可以揪出隱藏在人體組織深處的、更加微小的腫瘤。
熒光分子探針在術中為醫生精準導航
“術中導航是在手術中透過影像學方法，將切除目標的影像資料與手術中患者的解剖結構，透過直接或間接的方法建立準確對應，並在手術中透過影像學持續、實時獲取被切除病變的形態、大小和邊緣等資訊。”天津大學醫學部教授張曉東表示，有了這樣的“活地圖”，就能使醫生對病變的解剖位置一目瞭然，從而實現更為精準、快速和安全的全新外科手術操作。
術中導航系統最早應用於神經外科領域，近年來，隨著導航技術的不斷髮展，其臨床應用範圍已逐步擴充套件到功能神經外科、脊柱外科(骨科)、耳鼻喉科、整形外科、腫瘤科等。
“目前術中導航系統在腫瘤外科手術中的應用非常廣泛。”張曉東介紹，根治性手術切除是實體瘤治療的基礎，但在過去的幾十年中，手術技術並未發生根本改變。傳統外科腫瘤手術中，主要依靠醫生主觀評估組織結構、顏色和觸感等來區分腫瘤與周圍正常組織，並儘可能完整地切除腫瘤。但這種方式難免存在腫瘤殘留或對正常組織過度切除的可能。
而且在臨床手術中，現有醫學影像手段無法檢測到毫米級及以下微小腫瘤病灶，而這些微小病灶如果不能徹底清除又會引起腫瘤的復發及轉移，危及患者生命。因此要實現對腫瘤的徹底清除，光靠手術“活地圖”還不夠，還需要有更精準的指引定位。熒光引導手術中的熒光分子探針由於能夠在術中實時點亮癌細胞，因此可以幫助醫生更精準地判斷腫瘤邊界、發現轉移灶。
據張曉東介紹，醫生會先在患者體內注射分子熒光染料，然後用近紅外鏡頭照射檢測區域，熒光染料進入腫瘤細胞後，在外源性光源的激發下會發射出近紅外光，熒光導航裝置將根據這種近紅外光和白外光的疊加，計算獲得腫瘤的實時影像，從而讓醫生透過顯示屏就能實時精確定位腫瘤。
“這種近紅外光其實就是人們常見的電視機遙控器上發出的那種光，在一定能量範圍內，對人體傷害微乎其微；採用的熒光染料也比較安全，不會對人體產生副作用。”張曉東介紹。
多方面努力實現核心元器件國產化
目前，熒光導航技術在我國的腫瘤手術治療中應用非常廣泛，全國很多醫院都已經開展這項技術。不過，目前國內市場主要還是被歐洲、日本、美國等國家的裝置、系統佔據，國內各大醫院使用的熒光導航裝置仍以國外進口為主。
“其實我們國家熒光導航技術水平並不落後於歐美國家，甚至在紅外二區、長波長等熒光導航領域最前沿的技術方面還走在世界前列，有幾項研究已經進入到了人體實驗階段。”張曉東說，無論是技術水平還是研發速度，我國與國外相比都不遜色。
同時，科研人員也不斷最佳化熒光分子探針的效能，小分子自組裝奈米探針結合了小分子的簡單性和奈米顆粒增強的腫瘤聚集性，可以減少或消除不良的“生物汙垢”，以減緩清除速度並避免不良的免疫反應。
“在熒光導航領域，我們國家起步比較晚，雖然前沿技術方面並不落後，但是在這個領域的基礎還比較薄弱，很多核心元器件和零部件都需要進口。”張曉東透露。
“未來，要想在熒光導航領域實現核心元器件和零部件的國產化，我國還需要在3方面進行努力。”張曉東說。
首先，要在熒光導航的硬體方面取得突破，提高基礎元器件和零部件的精細度，上下游企業配合起來，形成一條完整的產業鏈。
其次，應圍繞紅外二區、長波長等前沿技術，攻克深組織成像技術，同時匹配相應的熒光造影劑，實現這一領域的快速發展。
再次，要開展智慧化研究，把熒光導航技術與AI技術結合起來，實現硬體和軟體的智慧化。比如透過人工智慧收集資料進行分析，在手術前輔助醫生進行預判等。“人工智慧會使熒光導航這項技術擁有更廣闊的發展前景，會使疾病診斷更加精準、便捷。”張曉東如是說。
