CN113117249A - 用于颅内肿瘤的光治疗器件 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种用于颅内肿瘤的光治疗器件。该光治疗器件包括叠置在一起的采集层、缓释层和光源层。采集层能够按照颅内肿瘤的轮廓变形，以直接贴附颅内肿瘤。采集层能够采集颅内肿瘤处的脑电信号并将脑电信号传递到颅外。缓释层的光敏剂聚合体中的光敏剂分子能够逐渐释出，渗透到颅内肿瘤所在的目标区域处。光源层能够随着采集层的变形而变形，光源层的照射单元能够向目标区域发射特定波长的光线，以激发光敏剂分子产生单线态氧，从而实现对颅内肿瘤进行治疗的目的。这样，本申请的光治疗器件能够有效地将特定波长的光线发射颅内肿瘤所在的目标区域，延长治疗时间，进行精细治疗，提高治疗效果。而且采集层能够及时反馈治疗效果。

Description

用于颅内肿瘤的光治疗器件
技术领域
本申请涉及颅内肿瘤的治疗器件，更具体地涉及用于颅内肿瘤的光治疗器件。
背景技术
颅内肿瘤是当前严重威胁人类中枢神经系统健康的常见疾病。相比于传统的放疗和化疗，光动力学疗法是一种具有靶向性的治疗方法，其采用药械联用技术。在采用光动力学疗法进行治疗的过程中，产生单线态氧来清除颅内肿瘤细胞。由于单线态氧的寿命短，在颅内不能长距离迁移，对正常组织器官毒性也容易控制，因此光动力学疗法在减轻患者的痛苦和减少其它副作用方面具有明显优势。
在采用光动力学疗法进行治疗的过程中，需要采用光源对靶组织进行照射。在现有的光动力学疗法中，通常采用具有高光通量密度的光源在颅外对靶组织进行照射，一方面使得光源发出的光能够透过颅骨及组织照射到靶组织，另一方面能够减少治疗时间。但是，这种光源进行照射时受到颅骨及组织的光学特性影响，光源发出的光的穿透深度可能不足；而且在光源光照能流率过高时，会导致靶组织缺氧，从而对患者造成不期望的损伤。上述情况都会使得光动力学疗法的治疗效果受到不利影响。而且，如果采用具有高光通量密度的光源，则患者不宜进行长时间光照，这也会使得光动力学疗法的治疗效果受到不利影响。
另外，现有的光动力学疗法只着重于清除颅内肿瘤细胞，而忽略了对颅内生理状态的实时监测，使得医生无法实时了解治疗情况。但是，现有的用于检测颅内生理状态的附加检测设备结构臃肿，体积庞大，使用时严重限制患者的活动自由。
发明内容
为了解决上述现有技术的缺点而设计并研发了本申请。本申请的一个目的在于提供一种新型的用于颅内肿瘤的光治疗器件。该光治疗器件能够通过在颅内贴附肿瘤的方式实现光动力学疗法，从而保证光源的光有效照射到颅内肿瘤的目标区域。在不采用光通量密度大的光源前提下，延长了治疗时间，从而保证治疗效果；另外，该光治疗器件还具有能够实时监测病灶部位的脑电信号并且及时反馈治疗效果的功能。
为了实现上述申请目的，本申请采用如下技术方案。
本申请提供了一种如下的用于颅内肿瘤的光治疗器件，所述光治疗器件包括采集层、缓释层和光源层，在所述光治疗器件的厚度方向上，所述采集层、所述缓释层和所述光源层叠置在一起，所述缓释层位于所述采集层和所述光源层之间，
所述采集层能够按照颅内肿瘤的轮廓变形，以直接贴附所述颅内肿瘤，所述采集层能够采集所述颅内肿瘤处的脑电信号并将所述脑电信号传递到颅外，
所述缓释层包含光敏剂聚合体，在所述光治疗器件贴附所述颅内肿瘤的情况下，所述光敏剂聚合体中的光敏剂分子能够逐渐释出并渗透到所述颅内肿瘤所在的目标区域处，
所述光源层能够随着所述采集层的变形而变形，所述光源层包括照射单元，所述照射单元能够向所述目标区域发射特定波长的光线，以激发所述光敏剂分子产生单线态氧。
优选地，所述采集层包括柔性衬底和多个电极，所述多个电极设置于所述柔性衬底，各所述电极包括连接在一起的采集部和传输部。
所述采集部从所述柔性衬底露出，以能够与所述颅内肿瘤直接接触。
所述传输部埋设在所述柔性衬底内，以能够传输所述采集部采集的所述脑电信号。
更优选地，所述采集层还包括发射单元，所述多个电极的传输部与所述发射单元相连，从而经由所述发射单元将所述脑电信号传递到颅外。
更优选地，所述柔性衬底具有网状结构，使得所述光敏剂分子能够经由所述柔性衬底渗透到所述目标区域。
更优选地，所述柔性衬底由聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯或聚氨酯制成，并且/或者所述电极由金制成。
更优选地，所述缓释层还包括水凝胶基层，所述光敏剂聚合体均匀地遍布于所述水凝胶基层内，相邻的所述光敏剂聚合体彼此分隔开。
更优选地，所述光源层还包括柔性基底，多个所述照射单元设置于所述柔性基底的朝向所述缓释层的那侧。
更优选地，各所述照射单元包括至少一个第一灯珠和至少一个第二灯珠，所述第一灯珠照射的光的波长处于红色可见光波长范围内，所述第二灯珠照射的光的波长处于绿色可见光波长范围内。
更优选地，所述光源层还包括围绕所述第一灯珠和所述第二灯珠设置的无线传输线圈，所述无线传输线圈用于向所述第一灯珠和所述第二灯珠供电，并且所述无线传输线圈能够通过无线充电的方式进行充电。
更优选地，所述柔性基底由聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯或聚氨酯制成。
通过采用上述技术方案，本申请提供了一种用于颅内肿瘤的光治疗器件。该光治疗器件包括叠置在一起的采集层、缓释层和光源层，缓释层位于采集层和光源层之间。采集层能够按照颅内肿瘤的轮廓变形，以直接贴附颅内肿瘤。采集层能够采集颅内肿瘤处的脑电信号并将脑电信号传递到颅外，在光治疗器件贴附颅内肿瘤的情况下，缓释层的光敏剂聚合体中的光敏剂分子能够逐渐释出，并能够渗透到颅内肿瘤所在的目标区域处。光源层能够随着采集层的变形而变形，光源层的照射单元能够向目标区域发射特定波长的光线，以激发光敏剂分子产生单线态氧，从而实现对颅内肿瘤进行治疗的目的。
这样，由于采集层能够随着颅内肿瘤的轮廓变形，光源层能够随着采集层的变形而变形，因而本申请构建了采用与颅内肿瘤轮廓耦合的方式治疗颅内肿瘤(尤其是胶质瘤)的光治疗器件，该光治疗器件在治疗过程中能够紧密贴附颅内肿瘤。由此，由于根据本申请的光治疗器件在使用过程中与颅内肿瘤紧密贴附，因而根据本申请的光治疗器件能够不必如颅外照射的光治疗仪器那样采用较高光通量密度的光源，就能够实现光有效地照射到颅内肿瘤所在的目标区域，而且还能够延长治疗时间，精细治疗，从而提高治疗效果。
进一步地，根据本申请的光治疗器件的采集层能够在对颅内肿瘤进行治疗的同时实时监测颅内肿瘤所处部位的脑电信号，因而可以及时反馈治疗效果。
进一步地，根据本申请的光治疗器件由于采用上述结构，因而可以根据需要改变大小，使得患者在治疗过程中行动自由不受限制。
附图说明
图1是示出了根据本申请的一实施方式的用于颅内肿瘤的光治疗器件的结构的示意图。
图2是示出了图1中的用于颅内肿瘤的光治疗器件的采集层的局部结构的示意图。
图3是示出了图1中的用于颅内肿瘤的光治疗器件的缓释层的局部结构的示意图。
图4是示出了图1中的用于颅内肿瘤的光治疗器件的光源层的局部结构的示意图。
附图标记说明
1采集层11柔性衬底12电极121采集部122传输部
2缓释层21水凝胶基层22光敏剂聚合体
3光源层31柔性基底32第一灯珠33第二灯珠34无线传输线圈
T厚度方向。
具体实施方式
下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。
以下将根据说明书附图说明根据本申请的一实施方式的颅内肿瘤的光治疗器件的结构。
如图1所示，根据本申请的一实施方式的用于颅内肿瘤的光治疗器件包括采集层1、缓释层2和光源层3。在该光治疗器件的厚度方向T上，采集层1、缓释层2和光源层3叠置在一起。在厚度方向T上，缓释层2位于采集层1和光源层3之间，也就是说采集层1和光源层3以夹着缓释层2的方式设置在缓释层2的两侧。
在本实施方式中，如图2所示，采集层1包括柔性衬底11、多个电极12和发射单元。采集层1能够采集颅内肿瘤处的脑电信号并将脑电信号通过无线方式传递到颅外的检测设备中。
具体地，柔性衬底11可以由聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯或聚氨酯制成。这样，一方面，柔性衬底11具有变形能力，从而能够根据需要按照颅内肿瘤的轮廓进行变形，以使采集层1能够按照颅内肿瘤的轮廓直接紧密贴附到颅内肿瘤上；另一方面，柔性衬底11能够至少在微观层面上形成网状结构，从而能够使得来自缓释层2的光敏剂分子能够经由柔性衬底11所形成的网状结构渗透到颅内肿瘤的目标区域。
进一步地，电极12可以由金制成。实际上，电极12可以采用其它材料，只要这种材料能够导电而且化学性质稳定。多个电极12设置在柔性衬底11中，各电极12包括连接在一起的采集部121和传输部122。
在本实施方式中，采集部121具有圆片形状，并且从柔性衬底11露出。这样，采集部121能够与颅内肿瘤的目标部位直接接触，从而能够采集该目标部位的脑电信号。传输部122具有长条形状，并且埋设在柔性衬底11内。传输部122从对应的采集部121延伸到发射单元，以能够将采集部121采集的脑电信号传输到发射单元。
进一步地，发射单元设置在柔性衬底11内。多个电极12的传输部122与发射单元相连，从而经由发射单元将脑电信号无线传输到颅外的监测设备。
在本实施方式中，如图3所示，缓释层2包含水凝胶基层21和大量的光敏剂聚合体22。每个光敏剂聚合体22由很多光敏剂分子聚合在一起形成球状、盘状或者其它形状，该光敏剂聚合体22还可以包含利于光敏剂分子聚合其它介质。相邻的光敏剂聚合体22彼此分隔开。所有的光敏剂聚合体22均匀地遍布于水凝胶基层21内。在光治疗器件贴附颅内肿瘤的情况下，光敏剂聚合体22中的光敏剂分子能够逐渐脱离光敏剂聚合体22，以从水凝胶基层21释出。进而，释出光敏剂分子能够经由采集层1渗透到颅内肿瘤所在的目标区域处，便于在光源层3的照射单元向该目标区域发射特定波长的光线之后激发光敏剂分子产生单线态氧。
由于缓释层2采用水凝胶基层21，使得缓释层2不会妨碍光治疗器件的变形，而且大量的光敏剂聚合体22在水凝胶基层21中不易发生聚集，能够尽可能地使光敏剂分子分散开，从而使得单线态氧的产量高。
在本实施方式中，如图4所示，光源层3包括柔性基底31、多个照射单元(第一灯珠32和第二灯珠33)和多个无线传输线圈34，多个照射单元设置于柔性基底31的朝向缓释层2的那侧，使得照射单元能够向颅内肿瘤的目标区域发射特定波长的光线，以激发光敏剂分子产生单线态氧。
具体地，柔性基底31由聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯或聚氨酯制成。这样，柔性基底31具有变形能力，从而能够随着采集层1的变形而变形。也就是说，柔性基底31也能够根据需要按照颅内肿瘤的轮廓进行变形，以使光治疗器件能够按照颅内肿瘤的轮廓直接贴附颅内肿瘤。
进一步地，各照射单元包括一个第一灯珠32和一个第二灯珠33，第一灯珠32和第二灯珠33并排布置，两个灯珠均是LED灯珠。第一灯珠32照射的光的波长处于红色可见光波长范围内，该红色可见光的波长优选地为630nm，第二灯珠33照射的光的波长处于绿色可见光波长范围内，该绿色可见光的波长优选地为530nm。一个照射单元的两个灯珠31、32能够向颅内肿瘤的同一目标区域发射特定波长的光线，从而实现通过光照射激发光敏剂分子产生单线态氧的目的。
进一步地，每一个无线传输线圈34对应一个照射单元，无线传输线圈34围绕照射单元的两个灯珠32、33。无线传输线圈34用于向照射单元的两个灯珠32、33供电，并且能够通过颅外感应充电(例如近场通信NFC)的方式对无线传输线圈34进行充电。这样，当需要通过光治疗器件进行治疗时，只需要在颅外设置感应充电装置对无线传输线圈34进行无线充电，就能通过光治疗器件进行治疗。
在以上的内容中对本申请的具体实施方式进行了详细的阐述，还进行如下说明。
i.虽然在具体实施方式中没有明确说明，但是应当理解，采集层1、缓释层2和光源层3三者之间不需要设置任何附加的连接结构或连接物质，只需要通过水凝胶基层21本身的特性就能够保证采集层1、缓释层2和光源层3构成为一个整体。
ii.虽然在图2中仅示出了采集层1的两个电极12，但是应当理解，采集层1可以根据需要设置任意数量的电极12。各电极12的采集部121与颅内肿瘤的对应部位直接接触，从而能够采集颅内肿瘤的不同部位的脑电信号。
iii.虽然在具体实施方式中说明了照射单元包括一个第一灯珠31和一个第二灯珠32，但是本申请不限于此。照射单元的灯珠的数量和种类可以根据需要进行调整。
iv.虽然在具体实施方式中以举例的方式说明了采集层1的柔性衬底11和光源层3的柔性基底31采用多种材料中的一种制成，但是本申请不限于此，柔性衬底11和柔性基底31可以采用其它材料(例如医用辅料)制成，只要这种材料不会对患者造成不利影响且能够根据需要进行变形即可。
v.虽在在具体实施方式中没有明确说明，但是应当理解，本申请的光治疗装置的大小可以根据颅内肿瘤的大小进行调整，由于其结构简单因而整体的大小可以被制得非常小，达到毫米级。进一步地，可以通过微创技术将光治疗装置置于颅内且以紧密贴附颅内肿瘤的方式使用。由于不需要隔着颅骨和其它组织对颅内肿瘤所在的目标区域进行照射，因而光源层3的照射单元的光通量密度不需要过高，因而患者能够较长时间地进行治疗，延长了治疗时间，可以进行精细治疗，从而提升了治疗效果。

Claims (10)

1.一种用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述光治疗器件包括采集层(1)、缓释层(2)和光源层(3)，在所述光治疗器件的厚度方向(T)上，所述采集层(1)、所述缓释层(2)和所述光源层(3)叠置在一起，所述缓释层(2)位于所述采集层(1)和所述光源层(3)之间，
所述采集层(1)能够按照颅内肿瘤的轮廓变形，以直接贴附所述颅内肿瘤，所述采集层(1)能够采集所述颅内肿瘤处的脑电信号并将所述脑电信号传递到颅外，
所述缓释层(2)包含光敏剂聚合体(22)，在所述光治疗器件贴附所述颅内肿瘤的情况下，所述光敏剂聚合体(22)中的光敏剂分子能够逐渐释出并渗透到所述颅内肿瘤所在的目标区域处，
所述光源层(3)能够随着所述采集层(1)的变形而变形，所述光源层(3)包括照射单元，所述照射单元能够向所述目标区域发射光线，以激发所述光敏剂分子产生单线态氧。
2.根据权利要求1所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述采集层(1)包括柔性衬底(11)和多个电极(12)，所述多个电极(12)设置于所述柔性衬底(11)，各所述电极(12)包括连接在一起的采集部(121)和传输部(122)，
所述采集部(121)从所述柔性衬底(11)露出，以能够与所述颅内肿瘤直接接触，
所述传输部(122)埋设在所述柔性衬底(11)内，以能够传输所述采集部(121)采集的所述脑电信号。
3.根据权利要求2所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述采集层(1)还包括发射单元，所述多个电极(12)的传输部(122)与所述发射单元相连，从而经由所述发射单元将所述脑电信号传递到颅外。
4.根据权利要求2所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述柔性衬底(11)具有网状结构，使得所述光敏剂分子能够经由所述柔性衬底(11)渗透到所述目标区域。
5.根据权利要求4所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述柔性衬底(11)由聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯或聚氨酯制成，并且/或者所述电极(12)由金制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述缓释层(2)还包括水凝胶基层(21)，所述光敏剂聚合体(22)均匀地遍布于所述水凝胶基层(21)内，相邻的所述光敏剂聚合体(22)彼此分隔开。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述光源层(3)还包括柔性基底(31)，多个所述照射单元设置于所述柔性基底(31)的朝向所述缓释层(2)的那侧。
8.根据权利要求7所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，各所述照射单元包括至少一个第一灯珠(32)和至少一个第二灯珠(33)，所述第一灯珠(32)照射的光的波长处于红色可见光波长范围内，所述第二灯珠(33)照射的光的波长处于绿色可见光波长范围内。
9.根据权利要求8所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述光源层(3)还包括围绕所述第一灯珠(32)和所述第二灯珠(33)设置的无线传输线圈(34)，所述无线传输线圈(34)用于向所述第一灯珠(32)和所述第二灯珠(33)供电，并且所述无线传输线圈(34)能够通过无线充电的方式进行充电。
10.根据权利要求7所述的用于颅内肿瘤的光治疗器件，其特征在于，所述柔性基底(31)由聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对二甲苯或聚氨酯制成。
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