利用特殊超聲波頻率和脈衝抗癌新發現

利用特殊超聲波頻率和脈衝抗癌新發現

加州理工學院的一組研究人員提出了一種利用低強度超聲波殺死癌細胞的全新技術。初步研究仍處於早期階段，但早期體外研究表明，以特定頻率脈衝的聲波可以有效地摧毀癌細胞，同時保持健康細胞的完整。

最近的幾項突破性研究揭示了這一點，超聲波的新方法可以用來非侵入性地治療癌症. 最先進的方法是高強度聚焦超聲（HIFU）。該方法以癌細胞為靶點集中而強大的聲波，加熱並破壞患病組織。

臨床部署HIFU的挑戰是找到更好地聚焦那些破壞波的方法，因為它們很容易破壞健康組織。去年令人印象深刻的進步，證明了一種新的方法來使用該技術靶向前列腺癌，然而，副作用致健康組織損傷的問題仍然存在。幾個世紀以來，將身體暴露在特定頻率下可以治愈疾病的想法一直處於醫學的邊緣。有人希望發現一種神奇的頻率，可以治愈人類的所有疾病。

加州理工學院的研究員邁克爾·奧爾蒂斯(Michael Ortiz)曾在《紐約時報》發表了一篇有趣的文章於固體力學與物理學報。Ortiz和合著者Stephanie Heyden說，他們開發了一個數學模型，顯示健康細胞和癌細胞的共振增長率之間有明顯的差距。

從理論上講，這些發現意味著一種非常特殊的調諧聲波可以振動癌細胞的核仁膜直至破裂。由於健康細胞和癌細胞之間的這種自然頻率差，該方法應使健康細胞不受傷害，同時非侵入性地破壞癌細胞。當然，當時這個想法還隻是假設，但它吸引了許多誌趣相投的研究人員，他們熱衷於測試這個過程在現實世界中的影響。“當我聽到這個消息時，我覺得它很有趣，如果它成功了，可能會成為治療癌症的革命性方法，”研究中心希望之城的科學家彼得·李(Peter Lee)說。他對這個想法很感興趣，並參與了這個項目。

因此，研究人員開始在實驗室進行實驗，測試各種超聲波頻率、脈衝模式和持續時間對人類癌細胞的影響。發表在應用物理通訊雜誌上的一項新研究中，研究小組描述了一種特定頻率和持續時間的超聲波，這種超聲波會導致癌細胞外膜破裂，而其他健康細胞則不受影響。

研究人員在這項新研究中總結道:“我們的結果表明，特定參數的低強度脈衝超聲(LIPUS)可以誘導癌細胞選擇性的細胞破壞。”“在一個體外模型中，應用0.5 MHz、20 ms PD(脈衝持續時間)的LIPUS在破壞多種癌細胞的同時，保持健康血液和免疫細胞基本完整，具有最大的治療優勢。”

有趣的是，這項研究表明，盡管有效的聲波頻率與通常用於診斷超聲波掃描的頻率沒有什麽不同，但隻有當脈衝持續時間超過10毫秒時，才會檢測到癌細胞中斷。該研究指出，大多數診斷超聲方法使用的脈衝持續時間要短得多，約為10微秒。

這項新研究的作者之一David Mittelstein解釋說:“對於一種新的癌症療法來說，這是一個令人興奮的概念證明，這種療法不需要癌症有獨特的分子標記，也不需要與健康細胞分開定位。”“相反，我們可能能夠基於癌細胞獨特的物理特性來靶向它們。”

重要的是要強調，這項研究仍處於非常早期的階段。該方法隻在細胞培養中進行過測試，因此在考慮進行人體試驗之前，需要先在實體瘤中進行驗證，然後在動物中進行驗證。

就像罕見但真實的人類歌聲擊碎酒杯的現象一樣，超聲波擊碎癌細胞或許成為腫瘤學的臨床實踐。這項新的研究提供了一個希望，即無論使用聲波擊碎癌症是多麽難，但也並非不可能。

這項新研究發表在應用物理通訊雜誌上。

來源:加州理工學院