可植入LED设备利用光治疗深层癌症

某些类型的光已被证明与光激活药物结合，可有效治疗皮肤或皮肤附近的癌症，且创伤性极小。但深层癌症被组织、血液和骨骼包围，因此光的治疗效果无法达到。

为了将这些光的益处带给这些难以治疗的癌症，圣母大学的工程师和科学家设计了一种可植入的LED 设备。这种设备与光敏染料结合后，不仅可以摧毁癌细胞，还可以调动免疫系统的癌症靶向反应。这项研究发表在《 光诊断与光动力疗法》上。

“某些颜色的光比其他颜色的光能更深地穿透组织，”电气工程副教授、论文合著者托马斯·奥沙利文 (Thomas O'Sullivan)表示。“事实证明，穿透深度较浅的那种光(在本例中为绿光)能够对癌细胞产生更强烈的反应。”

在光能有效摧毁癌细胞之前，必须将一种带有吸光分子的染料注入癌细胞。装置启动后，染料将光转化为能量，而这种能量会使细胞自身的氧气中 — — 事实上，癌细胞会自相残杀。

虽然其他治疗方法也将细胞自身的氧气作为武器，但该装置却导致一种特别偶然的细胞亡形式。

“通过合作，生物化学研究生 Hailey Sanders 和电气工程研究生 SungHoon Rho 敏锐地注意到，经过处理的细胞出现了肿胀，这是细胞亡(即细胞焦亡)的标志，这种细胞焦亡特别容易引发免疫反应，” Emil T. Hofman 理学教授兼论文共同作者Bradley Smith说道。

“我们的目标是诱导少量的细胞焦亡，然后触发免疫系统开始攻击癌症。”

在未来的研究中，该装置将用于小鼠，观察一个肿瘤中启动的抗癌反应是否会促使免疫系统自行识别和攻击另一个癌性肿瘤。

奥沙利文指出，该装置只有米粒大小，可以直接注射到癌性肿瘤中，并通过外部天线远程激活。目标是不仅使用该装置进行治疗，还可以监测肿瘤的反应，根据需要调整信号强度和时间。

这项研究是首批种子转化跨学科研究 (STIR) 基金资助的四个项目之一。这些资助由圣母大学科学学院和工程学院于 2023 年发起，旨在启动人类健康、环境和信息技术领域的科学和工程研究项目。

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