基于纳米银溶液填充光纤微腔热探针的肺结节微创消融新方法

针对肺结节精准消融的临床需求，研究人员开发了一种基于法布里-珀罗干涉仪（F-P）和纳米银溶液（NSS）的光纤微探针。该探针利用NSS的优异光热效应实现240毫秒快速升温，40秒内完成仿生结节消融，通过实时监测反射光谱调控温度，兼具微创性、高生物相容性和操作稳定性，为肺癌早期治疗提供了新型器械方案。

　　

肺癌作为起源于呼吸上皮细胞的恶性肿瘤，其高发病率与死亡率长期威胁人类健康。肺结节作为早期肺癌的重要征象，其精准治疗是提高患者生存率的关键。然而传统诊疗手段如CT扫描、穿刺活检和手术切除存在创伤大、恢复慢等缺陷，而现有光纤微探针技术虽具微创优势，但在加热效率与实时控温方面仍有提升空间。

针对这一临床痛点，广西光电信息处理重点实验室（Guangxi Key Laboratory of Optoelectronic Information Processing）的研究团队创新性地将纳米银溶液（Nano silver solution, NSS）填充至光纤微腔中，开发出基于法布里-珀罗干涉仪（Fabry-Perot interferometer, F-P）的热消融探针。该研究通过NSS的局部表面等离子体共振（Local Surface Plasmon Resonance, LSPR）效应实现高效光热转换，结合F-P干涉光谱的实时监测功能，建立了温度精准调控系统。相关成果发表在《Optics》期刊，为肺结节治疗提供了兼具快速响应与安全性的新型解决方案。

研究采用三项核心技术：1）通过单模光纤（SMF）与两种空心光纤（HCF）构建微流体腔体，其中80μm内径的HCF-1作为F-P腔，5μm内径的HCF-2实现NSS限流；2）基于3D打印技术构建仿生肺模型，采用熔点接近真实结节的石蜡模拟病灶；3）搭建包含980nm泵浦激光器与光学频谱分析仪（OSA）的实时监测系统，通过干涉光谱漂移量反演温度变化。

Preparation and principle
微探针通过SMF-HCF熔接形成密闭微腔，NSS在980nm激光激发下产生LSPR效应，其折射率（RI）变化导致F-P干涉谷偏移，该偏移量与温度呈线性关系，实现0.35nm/°C的灵敏度。

Preparation of microfluidic chips
等比缩小的3D打印肺模型中，主支气管直径精确控制在1.5-2cm，预留光纤通道使探针可直达仿生结节（石蜡材质），模拟临床经支气管介入场景。

Results and discussions
实验显示探针在240ms内升温至消融阈值（约60°C），40秒内完全熔化石蜡结节。温度场模拟表明，距探针500μm处温度衰减至37°C以下，有效保护正常组织。实时光谱监测证实，通过调节激光功率（0-300mW）可实现±0.5°C的控温精度。

Conclusion
该研究首创的NSS-F-P光纤探针具有三大突破：1）利用NSS的光热转换效率较传统金属涂层提升3倍；2）通过干涉光谱实现术中实时温度反馈；3）微创设计适配支气管镜介入。其40秒快速消融特性显著优于射频消融（通常需3-5分钟），为肺癌早期治疗提供了兼具高效性与安全性的新范式。

研究团队Pingping Yi、Jinjian Li等进一步指出，该技术未来可拓展至肝癌、甲状腺结节等实体瘤治疗，其采用的GD23103号基金支持的微流控封装工艺，为开发多功能集成式诊疗一体化探针奠定了基础。