不可逆电穿孔
目录
不可逆电穿孔
不可逆电穿孔，在细胞膜上的电荷由短的电位梯度累积，高电压，介电击穿这是一种癌症治疗方法，可打开纳米级的孔来诱导细胞凋亡并杀死它们。
它也被称为纳米刀，因为它在细胞膜上形成了纳米级的孔。“ Nanoknife”是AngioDynamics的注册商标，该公司生产用于IRE的医疗设备。为了获得电势梯度，在短时间内施加高压直流以将肿瘤夹在中间，并且不需要热作用。这是与常规热疗和电灼术的主要区别。由于对血管，胆管，神经等的影响和热效应，预期将其应用于过去难以治疗的治疗。
在该治疗方法中，为了施加电势梯度，必须穿刺用作电极的针以便将患处夹在中间以使电流通过，因此是外科手术治疗。
不可逆电穿孔原理
由于超短脉冲的电势梯度，电荷在细胞膜的内部和外部积累，但是由于脂质双层是电绝缘的，因此电荷在存在电势梯度的状态下逐渐积累。此时，可以说形成了具有脂质双层作为电介质（绝缘体）的电容器。首先，膜由于电荷而被吸引力压缩，但是当电场超过临界值时，脂质双层不能承受太强的吸引力，从而引起介电击穿并开孔。
这也已经在人工脂质双层中得到证实，并且不认为是由于电压敏感的门控机制，例如离子通道。
此时，如果电场过大，则成为不可逆的孔，如果具有适当的大小，则成为可逆的孔。由于这种差异，电穿孔可分为以下两种类型。
- 可逆电穿孔：形成了通过纳米孔的分子运输的临时且有限的途径，但是在电脉冲结束后，运输停止并且细胞保持存活。用于引入抗癌药物。请参阅相关项目。
- 不可逆的电穿孔：电穿孔对细胞膜造成一定损害后，细胞内物质的泄漏非常严重，或者细胞膜的重新密封太慢，不可逆转地损害了细胞。与其他由于热或辐射而引起坏死的疗法不同，细胞会因该技术固有的凋亡而死亡。
尽管不可逆电穿孔通常是凋亡的，但一些发现似乎与纯凋亡细胞的死亡相矛盾，而且IRE导致细胞死亡的确切过程必须不清楚。
不可逆电穿孔的机理尚不完全清楚。当前的理论如下：
当在细胞膜上施加0.5 [V / nm] 或更高的电场时，预计细胞外液会在介电击穿过程中进入脂质双层。结果，形成亲水孔。
Tarek 分子动力学模拟表明，该预测的孔隙形成分两个步骤进行。
- 施加电场后，水分子排成一行，并渗入双层脂质膜的各层之间。
- 当水分子进入某种程度时，膜会完全分裂，形成稳定的膜边缘，疏水基团朝内。
优势
- 由于它的目标是非热效应，因此可以应用于由于血管的冷却作用而无法用常规放射线电灼治疗的部位。
- 诸如血管，胆管和神经之类的蛋白质纤维未受损，并且其结构得以维持。
- 与电灼不同，热传导对周围细胞没有影响
防止诸如烧伤等副作用。
缺点
由于它不涉及由于热凝结引起的蛋白质变性，因此在对治疗区域进行成像时必须格外小心。
- 因为保留了血管而不损坏血管，所以很难使用CT，MRI和对比超声来评估治疗区域。
- 通电引起肌肉痉挛和癫痫的风险
必须通过全身麻醉和肌肉松弛剂来抑制肌肉收缩。
- 由于对心肌的电影响而导致心律不齐等
必须根据不应期（心脏休息期）通过电流。
- 有效范围受周围电导率的影响很大
有时不规则影响范围通过在肾脏的治疗的增加的尿的电导率导致。另外，在放置金属支架时，由于电流集中而可能造成严重损害的风险，在胆道支架中，十二指肠和横结肠以及肠系膜上动脉的分支会发生穿孔。由出血，已经引起严重并发症的病例报告。
日本的临床使用
在日本，它是一种免费医疗服务，截至2017年尚未纳入保险范围，由于临床研究的处理，费用高达230万日元，并且可以实施的医疗机构有限。
目前，正在使用主要由东京医科大学的医疗机构领导的海外公司AngioDynamics的产品进行临床试验，并且医疗器械制造商和其他支持可以以使用诸如一次性电极等医疗器械为代价而获得这是自费的。另外，全麻的需要是成本高于RFA（射频消融）的原因之一。此外，与RFA不同，与心脏的不应期同步系统是必需的。