本發(fā)明屬于醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于同時實施熱療與電刺激療法的鎂基液態(tài)金屬及利用其的設(shè)備。

背景技術(shù)：

腫瘤是嚴(yán)重威脅人類健康和生命安全的疾病，如何有效治療腫瘤一直是人們關(guān)注的熱點和難點。治療腫瘤的方法有很多，有的直接作用于腫瘤細胞基因，有的直接作用于腫瘤細胞，有的則直接作用于腫瘤血管，還有的作用于機體免疫系統(tǒng)。雖然原理不同，但最終目的都是以腫瘤為目標(biāo)，在最大限度消滅腫瘤的同時，盡可能的保證周圍正常組織不受或少受傷害。因此微創(chuàng)精準(zhǔn)腫瘤治療成為近年來快速發(fā)展、廣受歡迎的一類腫瘤治療方法。微創(chuàng)精準(zhǔn)治療技術(shù)主要有熱療、冷凍消融、質(zhì)子放射治療、靶向藥物治療以及血管靶向治療等。

熱療是一種綠色的腫瘤物理療法，目的是使得癌變組織局部升溫(典型溫度范圍為41℃-45℃)并維持一段時間(有效溫度為40-60min)，以殺死腫瘤細胞而不損傷正常細胞。由于腫瘤細胞的熱敏感性比正常細胞高，因而在同樣的加熱條件下腫瘤細胞升溫更快。熱療包括全身熱療和局部熱療。全身熱療對全身進行加熱，腫瘤組織由于結(jié)構(gòu)不同而不斷積累熱量，從而導(dǎo)致溫度比周圍正常組織高。局部熱療是對腫瘤及其附近區(qū)域局部加熱，使用的能量有微波、射頻、超聲、激光以及化學(xué)反應(yīng)放出的化學(xué)熱等。激光加熱是通過光子和組織的相互作用而將光能轉(zhuǎn)化為熱能進行治療的，通過外部激光束從體表照射，組織吸收激光能量后通常會產(chǎn)生局部溫升，從而導(dǎo)致靶區(qū)組織的熱損傷。

脈沖電刺激是一種具有良好應(yīng)用前景的新型腫瘤治療方法，脈沖電刺激是通過外加能量的積累效果達到一定的量才能破壞腫瘤細胞，因而脈沖電的頻率參數(shù)越大，對腫瘤組織的直接殺傷作用就越大。為了達到良好的皮膚表面電刺激效果，實現(xiàn)電刺激信號的良好傳輸，必須要實現(xiàn)刺激電極與皮膚的良好接觸。由于要減少信號干擾，只有減少電極和皮膚接觸面的阻抗，才能實現(xiàn)小信號電流對腫瘤組織的刺激作用，然而目前尚沒有這樣的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)上述效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種用于同時實施熱療與電刺激療法的鎂基液態(tài)金屬及利用其的設(shè)備，該設(shè)備利用液態(tài)金屬直接與皮膚結(jié)合，進而實現(xiàn)更好的電流傳輸，同時利用納米鎂的吸光性和可降解性，將基于納米鎂材料吸光性的激光納米熱療與基于電刺激的鎵銦合金液態(tài)金屬相結(jié)合，最終實現(xiàn)熱療與電刺激相結(jié)合雙重治療腫瘤的目的。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于同時實施熱療與電刺激療法的鎂基液態(tài)金屬，由基于腫瘤熱療的納米鎂與基于電刺激的液態(tài)金屬101相結(jié)合得到，其中納米鎂包覆在液態(tài)金屬101外。

所述鎂基液態(tài)金屬是將納米鎂粉102包裹在液態(tài)金屬101表面，再倒入鹽酸溶液103至液態(tài)金屬101表面的納米鎂粉102完全反應(yīng)得到，其中，倒入鹽酸溶液103的過程需攪拌鎵銦合金。

所述液態(tài)金屬101指常溫下呈液態(tài)的金屬，為鎵或為銦、錫、鋅、鉍、銀、鋁中的至少一種金屬與鎵組成的合金，利用液態(tài)金屬的柔性和導(dǎo)電性。本發(fā)明中是按照鎵和銦重量比為75.5:24.5的配比制成的鎵銦合金(熔點為15.7℃左右)，利用其常溫下可適形化的特點，將其通過噴印的方式適形化地涂覆在腫瘤表面，與皮膚完美貼合，進而實現(xiàn)更好的電流傳輸和信號刺激。

所述納米鎂粉102粒徑為50-100nm。

本發(fā)明還提供了一種利用所述鎂基液態(tài)金屬的可同時實施熱療與電刺激療法的設(shè)備，包括：

鎂基液態(tài)金屬生物電極201，作用于腫瘤組織，用于產(chǎn)熱和傳導(dǎo)電信號；

半導(dǎo)體激光器204，用于發(fā)射適當(dāng)能量的激光，來激發(fā)鎂基液態(tài)金屬生物電極201產(chǎn)熱治療腫瘤；

電刺激儀205，用于發(fā)生各種強度的電信號，通過鎂基液態(tài)金屬生物電極201電刺激治療腫瘤；

以及，

生理監(jiān)測儀202及其配套計算機203，監(jiān)測人體的各種生理電信號。

所述鎂基液態(tài)金屬生物電極201，是利用所述鎂基液態(tài)金屬制成的電極，以實現(xiàn)熱療與電刺激相結(jié)合雙重治療腫瘤的目的。由于納米鎂材料具有極好的吸光性和可降解性，腫瘤細胞在加熱溫度為42-43℃，加熱時間2h以上，就可以有效被殺傷，而正常細胞溫度在超過44℃時仍未見損傷，因而納米鎂可用于可吸光性激光納米熱療中。

對于體表腫瘤組織，所述鎂基液態(tài)金屬生物電極201可直接噴印涂覆在腫瘤表面；對于體內(nèi)腫瘤組織，可將所述鎂基液態(tài)金屬生物電極201靶向性注射到腫瘤部位。

所述生理監(jiān)測儀202及其配套計算機203，實時監(jiān)測腫瘤治療過程中腫瘤的溫度，以及人體的心電信號、心率、血壓、呼吸頻率和體溫等重要參數(shù)，以達到實時監(jiān)測實時報警的目的。

所述半導(dǎo)體激光器204，提供激光光源進行加熱，通過一根光纖與激光器輸出端連接，導(dǎo)出激光光源，用于發(fā)射適當(dāng)能量的激光，來激發(fā)鎂基液態(tài)金屬生物電極201產(chǎn)熱治療腫瘤。

所述電刺激儀205，用于發(fā)出各種波形、各種頻率以及各種強度的電信號，通過鎂基液態(tài)金屬生物電極201傳導(dǎo)電信號來治療腫瘤。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)⒒谀[瘤熱療的納米鎂材料與基于電刺激的鎵銦合金液態(tài)金屬相結(jié)合，以實現(xiàn)熱療與電刺激相結(jié)合雙重治療腫瘤的目的，由于鎵銦合金液態(tài)金屬是在常溫下呈液態(tài)的金屬，通過噴印的方式將液態(tài)金屬打印在皮膚上，與皮膚完美貼合，進而實現(xiàn)更好的電流傳輸和信號刺激。由于納米鎂材料具有極好的吸光性和可降解性，因而納米鎂可用于吸光性激光納米熱療中。腫瘤細胞在加熱溫度為42-43℃，加熱時間2h以上，就可以有效被殺傷，而正常細胞溫度在超過44℃時仍未見損傷。熱作用不僅可以對腫瘤細胞產(chǎn)生直接的殺傷致死效應(yīng)，還可以誘發(fā)腫瘤細胞發(fā)生凋亡。已有研究表明在腫瘤組織上加上一定頻率和一定強度的電信號能夠有效的抑制腫瘤細胞的生長，并且還能殺傷腫瘤細胞達到治療癌癥的目的。本專利提出在腫瘤組織上加上頻率為333Hz電流強度為1.0mA占空比6.67％的方波電信號和照射功率為1.2W的激光信號來抑制腫瘤細胞的生長，并且同時殺傷腫瘤細胞達到治療癌癥的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于鎂基液態(tài)金屬的制備過程示意圖。

圖2為本發(fā)明基于鎂基液態(tài)金屬的熱療與電刺激相結(jié)合的腫瘤治療技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行描述。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明公開鎂基液態(tài)金屬的制備過程。該鎂基液態(tài)金屬的制備方法為，將粒徑為50nm的納米鎂粉102包裹在配好的液態(tài)金屬101表面，液態(tài)金屬101為鎵銦合金，倒入鹽酸溶液103至鎵銦合金表面的鎂粉完全反應(yīng)，倒入鹽酸溶液的過程玻璃棒104攪拌鎵銦合金至反應(yīng)完全結(jié)束。

如圖2所示，本發(fā)明公開一種基于鎂基液態(tài)金屬的可同時實施熱療與電刺激療法的設(shè)備的實施結(jié)構(gòu)，包括：

鎂基鎵銦液態(tài)金屬生物電極201、生理監(jiān)測儀202及其配套計算機203、半導(dǎo)體激光器204、電刺激儀205；其中，

鎂基鎵銦液態(tài)金屬生物電極201，對于體表腫瘤組織可噴印涂覆在腫瘤表面，對于體內(nèi)腫瘤組織，直接將鎂基鎵銦液態(tài)金屬靶向性注射到腫瘤部位，可用于產(chǎn)熱和傳導(dǎo)電信號。能夠?qū)⒒谀[瘤熱療的納米鎂材料與基于電刺激的鎵銦合金液態(tài)金屬相結(jié)合，以實現(xiàn)熱療與電刺激相結(jié)合雙重治療腫瘤的目的。鎵銦液態(tài)金屬材料是按照鎵和銦重量比為75.5:24.5的配比制成的合金，熔點為15.7℃，利用其常溫下可適形化的特點，將其通過噴印的方式適形化地涂覆在腫瘤表面，與皮膚完美貼合，進而實現(xiàn)更好的電流傳輸和信號刺激。由于納米鎂材料具有極好的吸光性和可降解性，因而納米鎂可用于可吸光性激光納米熱療中。

生理監(jiān)測儀202及其配套計算機203，用于實時監(jiān)測腫瘤治療過程中人體的各種生理電信號，如腫瘤的溫度，以及人體的心電信號、心率、血壓、呼吸頻率和體溫等重要參數(shù)，以達到實時監(jiān)測實時報警的目的。

半導(dǎo)體激光器204，提供激光光源進行加熱，通過一根光纖與激光器輸出端連接，導(dǎo)出激光光源，用于發(fā)射適當(dāng)能量的激光，來激發(fā)鎂基鎵銦液態(tài)金屬生物電極201產(chǎn)熱治療腫瘤。

電刺激儀205，可以發(fā)出各種波形、各種頻率以及各種強度的電信號，通過鎂基鎵銦液態(tài)金屬生物電極201傳導(dǎo)電信號來治療腫瘤。

由于此熱療與電刺激相結(jié)合的腫瘤治療方法可通過噴印作用于體表，在治療體表癌癥或者不深入體內(nèi)的癌癥有良好的效果，如惡性黑色素瘤、皮膚癌、血管瘤等。對于深入體內(nèi)的腫瘤組織，可以直接將鎂基鎵銦液態(tài)金屬靶向性注射到腫瘤組織中，并植入激光光纖和刺激電線，實現(xiàn)一種基于鎂基鎵銦液態(tài)金屬的熱療與電刺激相結(jié)合的植入式腫瘤治療技術(shù)，治療結(jié)束后再用注射器將鎂基鎵銦液態(tài)金屬抽取出來充分利用了液態(tài)金屬室溫下呈液態(tài)的特性，不需手術(shù)便可實現(xiàn)微創(chuàng)或無創(chuàng)治療腫瘤。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、該基于鎂基鎵銦液態(tài)金屬的熱療與電刺激相結(jié)合的腫瘤治療技術(shù)，利用液態(tài)金屬在室溫下的可適形化以及電學(xué)特性，使得鎵銦液態(tài)金屬能完全適形化貼敷于腫瘤組織表面，進而實現(xiàn)液態(tài)金屬傳遞電信號達到電刺激治療腫瘤的目的；

2、該鎂基鎵銦液態(tài)金屬制作簡單，利用納米鎂材料在激光下能吸光發(fā)熱的特性，將其應(yīng)用于腫瘤熱療中，并且與基于電刺激的鎵銦合金液態(tài)金屬相結(jié)合，以實現(xiàn)熱療與電刺激相結(jié)合雙重治療腫瘤的目的。

3、該基于鎂基鎵銦液態(tài)金屬，集產(chǎn)熱與電傳導(dǎo)于一體，將熱療與電刺激相結(jié)合，可通過體表涂覆可作用于體表癌癥，也可通過靶向性注射可治療深入體內(nèi)腫瘤，可實現(xiàn)微創(chuàng)或無創(chuàng)殺傷腫瘤。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。