[憧憬][憧憬][憧憬]我国成为全球第四个拥有自主研发重离子治疗系统和临床应用能力的国家

甘肃武威重离子中心治疗室,医生正用仪器给一名肿瘤患者进行碳离子放疗……这套治疗系统就是我国首台具备自主知识产权的重离子治疗肿瘤专用装置(即医用重离子加速器/碳离子治疗系统)。它由中科院近代物理研究所及其产业化公司研制和运行维护,由武威肿瘤医院负责临床运营。

  这一装置的成功应用,标志着我国成为全球第四个拥有自主研发重离子治疗系统和临床应用能力的国家,实现我国在大型医疗设备研制方面的历史性突破,我国高端医疗器械装备国产化迈出了新的步伐。

  医用重离子加速器建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上

  甘肃武威重离子中心的这套装置,核心是医用重离子加速器。它脱胎于中科院近代物理所建造的重大科学装置兰州重离子加速器,建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上。

  截至目前,人类已知的、归入元素周期表的元素共有118种,大多数都有同位素。例如氢的同位素有氕氘氚,碳的同位素有碳12、碳13和碳14等。科研人员了解和利用这些元素、同位素,为工业、农业和医学等领域服务。

  射线能够以波或者粒子的形式穿过空间或物质释放能量,人类在医学上运用放射性元素和同位素消灭肿瘤的历史已有许多年。包括伽马射线和X射线的光子放疗、质子束的质子放疗,还有碳离子束的重离子放疗。

  其中,重离子放疗具备明显优势。中国工程院院士、中科院近代物理所副所长夏佳文介绍,光子射线穿透人体健康组织时能量损耗较大,到达肿瘤时剂量变弱了。碳离子更像一枚精准制导的武器,能直抵病灶,集中释放能量,消杀癌细胞。其次,碳离子束对肿瘤DNA实施双链断裂的概率更高,相比其他放疗的单链断裂,更能防止癌细胞的残留和复发。令人振奋的是,碳离子放疗对健康人体组织产生破坏极小,不仅可以精准攻击并消灭肿瘤,而且治疗中无痛、副作用小,避免“杀敌一千,自损八百”的现象。正因如此,碳离子放疗是目前国际上公认的先进放疗手段。

  我国在重离子领域的技术积累长达60余年。从“一五”期间中科院近代物理所建设1.5米回旋加速器为核物理研究夯实基础,到1988年建成我国第一台大型重离子研究装置兰州重离子加速器,再到“九五”期间研制出兰州重离子加速器冷却储存环,依托历代大科学工程和大科学装置,我国重离子研究呈现良好的发展局面。

  依托雄厚的基础研究支撑和原创成果积累,1993年起,科研人员将目光投向重离子治疗癌症。2020年3月,我国首台具备自主知识产权的碳离子治疗系统在武威投入临床应用。

  曾担任中科院近代物理所所长的中科院兰州分院院长肖国青自豪地说:“我们自主研发的这套‘回旋注入+同步主加速器’组合重离子医用装置,在主加速器的磁聚焦结构和注入方式上,实现了国产重离子治疗设备零的突破,走出一条从基础研究、技术研发、产品示范到产业化应用的全产业链自主创新之路。”

  将重离子基础研究成果转化成现实应用,凝结了科研和工程技术人员近30年的心血汗水

  将重离子基础研究成果转化成现实应用,把科研装置变成医疗器械,听起来只有一步之遥,做起来却隔着万水千山,凝结了我国科研和工程技术人员近30年的心血和汗水。

  跨越性成就的背后,是整个医用重离子加速器团队攻克了三大难题。

  从“大”变“小”。每座大科学装置都融合了最顶尖的技术和最复杂的工艺,重离子加速器也不例外——外观体积巨大,内部精细无比。想把一个庞然大物放进医院,不是单纯意义上建造一个“缩小版”,而是需要在理论设计上有所突破,通过技术创新使得加速器周长更短、结构更紧凑。

  从“粗”到“细”。要把一张理论图纸变成加工图纸,挑战很大。由于科研和医疗的试验要求各有侧重,想做出一台真正的医疗器械,就要重新调整工艺细节,这对设备的加工制造提出了很高要求。例如,重离子束“打”在肿瘤上,要求束斑中心位置稳定性误差极小,相关工艺必须更细更精密。再比如,用重离子帮助患者治病,必须保证仪器运转的稳定与可靠。

  从“专”到“全”。我国把医疗器械的安全性放在首位,相应对医疗器械的资格审批、规范制定、追溯流程都十分严格。此前,医用重离子加速器在国内尚未有统一产品标准和检测方案。为了确保万无一失,国家对中科院近代物理所等单位研制的第一台医用重离子加速器审核,可谓是“严上加严”。

  为了克服道道难关,中科院近代物理所的科研人员、产业化公司的技术人员、当地的医生们团结协作,边学边改,边检边调,开始了艰苦的工程化过程。中科院近代物理所产业化企业、国科离子医疗科技有限公司董事长马力祯回忆:“2018年,为了给相关审批部门提供严谨的检测报告,光准备的资料就堆满了房间,甚至用小车才拉得动。如果达不到医用标准,这台重离子加速器就是一堆废铁。”

  从无到有,一步步走向产业化,团队不是闭门造车,而是注重市场牵引,要做满足医患需求的医疗器械。

  马力祯介绍,他们曾经认为患者接受治疗,只需按照传统方式躺在病床上就可以。后来调研发现,用机械臂把患者抬起来,与加速器默契配合,能更方便地让射线照射患者身体。团队立刻整改细节,在第二代设备中加装了操作更灵活的机械臂。

  功夫不负有心人。2019年下半年,整套碳离子治疗系统获得注册许可,我国终于有了自己的医用重离子加速器。

  肖国青说,这台自主研发的医用重离子加速器,无论性能指标还是临床反馈,都不逊色于进口设备。尤其是国产重离子治疗装置成本只有发达国家的1/3至1/2,在价格上具备明显优势。同时,国产重离子治疗装置同步加速器的周长只有56.2米,是目前世界上所有医用重离子加速器中周长最短的同步加速器系统,有利于医院减少投入。依托国内完善的加工制造业体系,整套医疗器械的维修成本也大大降低,并且维修时效很快。

  推动国产重离子治疗装置在全国落地,让这一大型医用设备为更多患者服务

  武威重离子中心碳离子治疗系统包括中央控制室、物理计划室、中控大厅、配电室及电源间,配备4个治疗室。

  “根据患者病种的不同,重离子治疗的时间和次数也不同。从目前完成治疗患者的临床随访结果来看,疗效显著,患者的病情得到有效控制。”武威肿瘤医院院长叶延程介绍,截至目前,中心共治疗患者375例(包括临床试验患者),治疗病种涵盖中枢神经系统肿瘤、头颈部和颅底肿瘤、胸腹部肿瘤、盆腔肿瘤等。

  人类与癌症的斗争已经持续了数千年,即使是最微小的进步背后都有科学技术的加持。“作为科研人员,我们期望能在科学原理上取得更多突破,掌握更多重离子的机理奥秘,加快技术研发,争取为更有效的治癌手段提供科技支撑。”夏佳文表示。

  下一步,国科离子医疗科技有限公司将推动国产重离子治疗装置在全国落地。马力祯说,除了已投入运营的武威重离子中心和将要开展临床试验的兰州重离子治疗装置,正在建设的还有其他城市的4台装置,另有多地也签订了合作协议。“建造布局将充分考虑人口和地理因素,将装置放在国家区域医疗中心,提升重离子治疗服务的可及性。”

  肖国青说,未来将继续研制更加小型的治疗装置,降低占地面积、治疗费用,借助人工智能、5G技术等手段升级改造设备,提升智能化水平。还将大力培养重离子治疗的人才队伍,精心培训更多一线放疗医生和放射物理师,让医用重离子加速器为更多患者服务。

#南方健康#

我国养猪近万年!为啥种猪严重依赖进口?中华土猪还能翻身吗?
中华土猪当自强、600头美国种猪经历18小时到达中国、竟是为了给中国的猪“传宗接代”你吃的95%以上白色猪肉,其实统一名字都是洋猪。
中国9000多年养猪历史消失只用了不到30年的时间,为什么?我国平均每人每年要消耗0.5头猪,总计1.88亿头猪,是个狠人,有着“猪界芯片”支撑的的我国种猪严重依赖进口,如果不解决种猪国产化的问题,怕是我们吃口猪肉都要被人“卡脖子”
我们吃得最多的洋猪,出栏只需150天,中国土猪却要一年,洋猪喂三斤饲料就能长一斤肉,中国土猪却要吃6斤,当养一头中华土猪够养两头洋猪时你是怎么想的?不过国内许多养猪企业已经开始展露头角,贵州黔香猪业使命宣言,终有一天让全世界都能吃得上中华土猪肉。#黑猪肉# #黔香猪# #土猪肉#

#半导体材料##靶材# 行业洞察丨溅射靶材迎市场爆发窗口,国产替代至少10倍空间

【江丰电子、隆华科技、阿石创、有研新材、先导、映日、新疆众和、火炬安泰】

2019 年,韩国与日本之间爆发过一次争端,日本方面宣布对韩国禁运,包括光刻胶在内的三种重要化学品要出口审查,韩国随即启动国产化项目,然而2年后依然不能摆脱对日本的依赖。2021年8月初,某券商分析师与中芯国际光刻胶负责人的一番争执,不仅让整个半导体板块出现波动,也让光刻胶又一次站在了风口浪尖。

作为半导体核心材料之一,光刻胶和光刻机相互配套,共同决定着芯片制造的工艺水平,因此一直以来都饱受关注。不过在半导体核心材料领域,除了光刻胶之外,其他的材料在产业中也发挥着重要作用,包括硅片、光掩膜、电子特气、抛光液,以及我们本期的主角——靶材。

靶材:薄膜制备的主要材料

随着信息技术的飞速发展,要求集成电路的集成度越来越高,电路中单元器件尺寸不断缩小。每个单元器件内部由衬底、绝缘层、介质层、导体层及保护层等组成,其中,介质层、导体层甚至保护层都要用到不同特性的薄膜材料。而溅射是制备薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在真空中经过加速聚集,而形成高速度能的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面,被轰击的固体即为溅射靶材。

靶材由“靶坯”和“背板”焊接而成。(1)靶坯是高速离子束流轰击的目标材料,属于溅射靶材的核心部分,涉及高纯金属、晶粒取向调控。在溅射镀膜过程中,靶坯被离子撞击后,其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜;(2)背板起到主要起到固定溅射靶材的作用,涉及焊接工艺。由于高纯度金属强度较低,而溅射靶材需要安装在专用的机台内完成溅射过程。机台内部为高电压、高真空环境,因此,超高纯金属的溅射靶坯需要与背板通过不同的焊接工艺进行接合,背板需要具备良好的导电、导热性能。

如果从微观层面去观察,细致到原子层级的粒子交换,将高纯金属板、柱转换成厚度为纳米/微米级别的功能性薄膜材料,溅射镀膜工艺的过程可以说美轮美奂。

应用:面板、芯片、光伏

靶材的产业链基本呈金字塔分布,分为金属提纯、靶材制造、溅射镀膜、终端应用四个环节,其中溅射镀膜是整个产业链中技术要求最高的环节,终端应用环节是整个产业链中规模最大的领域。

在终端应用领域,高纯溅射靶材集中应用于平板显示、信息存储、太阳能电池、芯片四个场景,合计占比达94%。

(1)芯片靶材是制造集成电路的关键原材料,也是技术要求最高的靶材。从技术要求来看,半导体靶材要求超高纯度金属、高精密尺寸、高集成度等,往往选取高纯铜、高纯铝、高纯钛、高纯钽、铜锰合金等,集成电路芯片通常要求铝靶纯度在5N5以上。

(2)平板显示靶材的原材料有高纯度铝、铜、钼等,还有掺锡氧化铟(ITO),主要用于高清电视、笔记本电脑等。平板显示靶材技术要求高,它要求材料高纯度、面积大、均匀性好。平板显示靶材通常要求铝靶纯度在5N以上。

(3)信息存储靶材具备高存储密度、高传输速度等特性。

(4)工具改性靶材的原材料有纯金属铬、铬铝合金等,主要用工具、模具等表面强化,性能要求较高、使用寿命延长。

未来:10倍替代空间

靶材应用性较强,溅射靶材行业在全球范围内呈现明显的区域集聚特征,国外知名靶材公司在靶材研发生产方面已有几十年的积淀,在靶材市场占据绝对的优势。根据智研咨询数据,目前全球溅射靶材市场主要有四家企业:JX 日矿金属、霍尼韦尔、东曹和普莱克斯,合计垄断了全球80%的市场份额。尤其是溅射靶材中最高端的晶圆制造靶材市场基本被这四家公司所垄断,合计约占全球晶圆制造靶材市场份额的90%,其中JX 日矿金属规模最大,占全球晶圆制造靶材市场份额比例为30%。从靶材种类角度看,JX 日矿金属是铜靶的主要供应商;攀时与世泰科为钼靶的主要供应商,住友化学,爱发科为铝靶的主要供应商;三井、JX 日矿金属和优美科则是ITO 靶材主要供应商。

作为半导体、显示面板等的关键核心材料,2019 年全球靶材市场约在160 亿美元左右,国内总需求占比超 30%。根据咨询公司行业报告测算,本土靶材厂商约占国内市场 30%的份额,对应90 亿元的营收总额,但是国内溅射靶材主要应用于中低端产品,而高端靶材产品则从美日韩进口,江丰电子、隆华科技、阿石创、有研新材、先导、映日、新疆众和、火炬安泰等国内头部企业靶材合计营收在30-40 亿元范围,占国内总需求10%左右。

伴随全球分工及产业链转移,本土企业正处在加速替代过程中。若我国靶材市场完全实现自给自足,且订单逐步向第一梯队企业聚集,则头部企业国产替代空间可达十倍。根据以上测算,叠加靶材国产替代进程不断加速的趋势,溅射靶材市场至少有十倍的进口替代空间。 https://t.cn/zQDk7Ky


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 目前家中有四只猫,最开始收养的流浪猫,现在抗拒凶小猫崽了[允悲],实在无精力再收养,还请好心人领养,照顾好它!烦请各位爱心人士帮忙转发,不胜感激[悲伤][心]
  • 一个平凡的不能再平凡的人.〰️乐乐 轩唯 数据粉17年认识亚轩 18年入坑亚轩 所有的爱只给BB @时代少年团-宋亚轩 无墙头无好感 不磕CP/粉丝行为不上
  • 减肥记录启动的第几天:五月新起点新征程今晨空腹体重:62.1早餐:半碗麦片,一些菜中午:半碗藜麦糙米饭,炒苦瓜芹菜,鸡胸肉加餐:组里团建了喜茶,罪恶…即使是无糖
  • 几分钟没理他就开始一直叫,我跑去阳台看他就不叫了。去年的昨天我家狗去世了,今天好像附身又回来看我们了一样。
  • 我见过最好的答案就是:因为我喜欢的东西都很贵,我想去的地方都很远,我爱的人超完美。记得她曾说过:我喜欢的东西都很贵,只有不断努力才能给自己想要的。
  • 昨日(4月17日)一名Artania号上的42岁船员因确诊感染新冠病毒过世,成为澳大利亚境内最年轻的新冠死亡病例。➤维多利亚警察局证实,两名墨尔本大学国际学生于
  • 「此类鬼神有大神力,能与修出世法者作留难事,名为魔罗。」这是讲的魔王波旬,确实他的神通、道力也相当的可观。最初世尊修行的时候,他来障碍,世尊的定力、智慧、道力还
  • 自然独特的生长环境,使苦茶混合了多元的茶叶特征,口感独特、清心去燥、爽人心神。苦茶生长在深山老林,多分布在海拔400-800米的野生环境里,或由动物叼衔、或借山
  • 当我们停下来认真观察生活的时候,生活就会涌现出无尽美好。ChengDup1 慕容云海p2 黄龙溪欢乐田园p3 杂七杂八p4 我p5 我p6 猫p7 合照p8 我
  • Pasando por momentos difíciles. Cuando las circunstancias externas que nos rodea
  • 了‬上司认同你‮工的‬作能力,老板‮事同‬对你的青睐♥2⃣业务上的需求如果‮是你‬跑业务‮,的‬更明白说服力‮吸和‬引力的‮要重‬性。5⃣八大‮业行‬上的需求八
  • 另一面:对自己真正喜欢的从不犹豫。另一面:需要关心,非常渴望遇到自己的真爱。
  • 睡了一觉 回过了神疲惫感让我错过了沿途的风景所幸回忆起来 都是我想放弃停下脚步时 催促(鼓励)我“走走走”“胖子都走的比你快”的话语;每一次都刚刚好 我口渴了
  • [笑cry][笑cry][笑cry]“断路器”circuit breaker的第二十四天每一餐都要好好吃饭哦新加坡加油 明天一定会更好[心]Stay home
  • ”链接《2020年潜夏稀松的日常52》——妈妈太爱我了怎么办像我这么钝感的人都能感受到那浓烈的爱,是幸福还是负担呢?我和同学约两点出街,老妈为了让我多睡一下总是
  • 说实话,比起整理房间我更讨厌打扫厨房[允悲]太难受了(;_;) 给大家推荐一部日剧《我的家里空无一物》轻松搞笑,却收获了很多,人与物品的关系,透过物品看到与家人
  • 近日,湖南省乡镇(街道)社工站线上管理服务系统建设汇报会在湖南省民政厅举行,线上系统的建设运营方“湖南乐创公益慈善发展中心”有关负责人针对线上系统的开发、试运行
  • 厦门的鼓浪屿、南普陀寺、厦门大学、曾厝垵等等都是深受游客们喜欢的地方,在这里静静地感受厦门海滨的魅力,比起上面的两个地方,厦门更多的是历史遗留下来的老建筑,复古
  • 然后又想到初二了解的物哀文化 高二读雪国的那天下着雪 印象最深的是火灾叶子掉下楼摔死的描写 我已经不记得大致的字 只有个大致的印象 就像是一只金鱼掉进水里 和死
  • 这两个人!p3中打排位连输了三局后又全程被说(打辅助对我来说根本不痛快那我玩个) 干脆就直接挂机不玩了 但却一点儿也不生气 尤其是看到我挂机后的那一局居然赢了