植入式吸氧电池有助于杀死癌症

尽管在全球范围内进行了数十年的研究并投入了数百亿美元用于研究和治疗，但与癌症的斗争仍在继续。

自充电电池用于肿瘤治疗的基本原理。(A) 电池正极材料在放电模式下能够有效还原氧气并产生ROS和氢氧根离子。随着氧气的持续消耗，可以创造持续的缺氧环境，从而能够充分利用HAPs杀死肿瘤细胞。(B) 自充电电池结构演示。(C) 提出了不同的电池小型化方法，包括分层电池（版本 1）、凝胶电池（版本 2）和纤维电池（版本 3）。

通过手术、放疗、化疗和药物等常规治疗手段取得进展。但这些治疗通常很痛苦且费用高昂，会产生麻烦的副作用。健康的身体细胞可能会受到不利影响，并且在一个地方被消灭的癌症可能会在其他地方重新出现。

新技术使医生能够将微小的药物输送系统植入更精确地针对感染区域的身体组织中。但生物相容性和渗透性问题仍然是挑战。

现在，上海复旦大学的研究人员表示，他们可能有更好的抗癌方法。在上周发表的一篇论文中，Fan Zhang 和 Yongyao Xia 报告说，一种消耗氧气的植入式自充电电池可以将癌细胞归零并帮助杀死它们。

肿瘤细胞通常具有低氧水平，这种情况称为缺氧。这为医学提供了一个有吸引力的目标和一个明确的目标：设计一个药物输送系统，寻找一个低氧环境，并辅以抗癌药物。

以前，由于实体瘤中缺氧水平不足或不均匀，这种方法只取得了有限的成功。但张和夏表示，他们的方法针对的是细胞的环境，而不是细胞本身。

“使用可植入设备‘原位’调节肿瘤微环境可能是一种更有效的癌症治疗方法，”他们说。

他们知道，如果他们可以增加缺氧程度，肿瘤部位将更容易识别。因此，他们设计了一种自充电盐水电池，可以“在肿瘤微环境中持续调节氧气含量…… ”。

该电池是根除肿瘤的两阶段方法的一部分。它增加并维持缺氧状态，同时部署旨在识别低氧区域癌细胞的肿瘤杀伤药物。通过将药物应用限制在低氧区域，对健康的富氧细胞影响很小或没有影响。

在一项小型研究中，电池/药物方法完全消除了 80% 小鼠的肿瘤。

据张说，电池可以在肿瘤细胞内持续消耗氧气超过 14 天。

“这项工作是电池技术和生物疗法之间的交叉研究，”夏说。“[它]不仅为抗肿瘤治疗提供了一种新的治疗方法，而且开创了电池在生物医学应用中的先例。”

该报告的作者说，尽管早期的结果令人印象深刻，但还需要更多的研究。虽然在小鼠研究中没有发现严重的副作用，但人类的标准更为严格。仍然必须确认与人体组织的相容性。但研究人员表示，该技术在其他设备中的应用前景广阔。

“电池组件具有生物相容性，可以最大限度地减少电池植入的危害，”他们说。“此外 [还有] 开发其他治疗设备的巨大潜力，例如电化学发光、可穿戴设备、介入治疗、炎症微环境调节和电神经刺激。”