Yue Lan,1,* Yanyu Zheng,2– 4,* Ying Zhu,1 Xu Xie,2,5 Huilin Mou,2,6 Weiqiong Jin,1 Yun Pan,6 Weidong Chen,2 Shaomin Zhang,2 Guangdi Chen,1 Minmin Wang2,3 

1Department of Public Health, Zhejiang University School of Medicine, Hangzhou, Zhejiang Province, People’s Republic of China; 2Qiushi Academy for Advanced Studies, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang Province, People’s Republic of China; 3Zhejiang Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization, Westlake Institute for Optoelectronics, Hangzhou, Zhejiang Province, People’s Republic of China; 4The School of Automation Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, 611731, People’s Republic of China; 5College of Biomedical Engineering and Instrument Science, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang Province, People’s Republic of China; 6College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang Province, People’s Republic of China

*These authors contributed equally to this work

Correspondence: Guangdi Chen, Email chenguangdi@zju.edu.cn Minmin Wang, Email minminwang@zju.edu.cn
摘要：

背景： 乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一，现有的手术、放化疗等传统疗法常伴随较大身心负担。肿瘤治疗电场作为一种非侵入性物理治疗手段，已在多种实体瘤中显示出良好疗效，但现有设备存在体积大、便携性差的问题，限制了其在乳腺癌等体表肿瘤中的推广使用。

目标： 本研究旨在研发一款轻便、可穿戴的肿瘤治疗电场装置，以提升患者治疗过程中的舒适度与依从性，并系统评估其在乳腺癌治疗中的生物学效应与实际可行性。

方法： 我们自主设计并制备了名为TTF-Backpack的可穿戴交变电场治疗系统，其输出频率范围为0至250千赫兹，最大输出电流达40毫安。通过系统电路性能测试，验证了设备工作的稳定性与安全性。为了验证设备的治疗效果，我们建立了大鼠乳腺癌移植瘤模型，采用频率250千赫兹、强度1至1.5伏每厘米的交变电场连续干预7天，每日持续24小时，观察肿瘤生长变化并分析相关分子表达。

结果： TTF-Backpack在轻量化结构中实现了高性能输出，最大输出电压约55伏，电流输出稳定可靠。动物实验结果显示，该装置能显著抑制乳腺癌肿瘤的生长，具有明确的抗肿瘤效果。分子层面分析表明，治疗后肿瘤组织中增殖相关基因ki67的表达水平上升，促凋亡基因Bax的转录与蛋白表达均增强，而抗凋亡标志物Bcl2的蛋白表达则显著下降，提示该疗法可能通过同时抑制细胞增殖与促进细胞凋亡来发挥治疗作用。

结论： 本研究成功开发并初步验证了一款适用于乳腺癌治疗的可穿戴肿瘤治疗电场装置，为患者提供了一种非侵入、便于长期使用的治疗新选择，具备良好的临床应用潜力与转化前景。