纳米刀肿瘤治疗系统（NanoKnife System）是一种非热能的新型肿瘤微创消融技术，源于不可逆性电穿孔技术（Irreversible Electroporation，IRE）。它通过释放高电场短脉冲，破坏肿瘤细胞膜脂质双层结构，在膜上形成无数的不可逆性纳米级穿孔，改变细胞膜通透性，使大小不等的分子自由进出细胞，破坏细胞内平衡，使细胞快速凋亡。
2011年10月美国FDA正式批准纳米刀应用于临床，2012年12月亦获欧盟批准。2015年6月在中国批准应用于临床，广州复大肿瘤医院引进纳米刀技术，并于7月1日成功实施了肿瘤纳米刀治疗。2014年8月，徐克成教授和牛立志教授联合主编的《肿瘤消融新技术-不可逆电穿孔》专著出版。
纳米刀的临床应用
发展历史
纳米刀是由美国AngioDynamics 公司研发，于2011年经美国FDA批准应用于“软组织肿瘤消融”后，立即引起全世界专家的热捧。欧盟、澳大利亚、加拿大、中国稍后批准应用。迄今，全球已有100多个核心肿瘤医院采用了该技术。治疗的癌肿包括胰腺、肝、肾、前列腺以及其他实质器官以及软组织的肿瘤，特别适用于临近大血管、肝门区、胆囊、胆管、输尿管的肿瘤。文献报告胰腺癌的治疗具有特别价值。
基本原理
纳米刀肿瘤治疗是近年来流行起来的治疗肿瘤的新型技术。它是指把直径1毫米的电极针经皮肤刺入肿瘤，并以计算机技术计算和绘制预计电场的大小和为止，释放高压电脉冲在肿瘤细胞上行程纳米级永久性穿孔，破坏细胞内平衡，是靶细胞（癌细胞）快速凋亡。因细胞穿孔是纳米级的，而被称为“纳米刀”。
肿瘤消融是21世纪肿瘤治疗的重大进展，使许多不能手术切除，或不耐手术的患者获得有效治疗，甚至根治的机会。常用技术有热消融（射频、微波）和冷消融（氩氦刀和液氮）。纳米刀是不冷也不热的特殊技术。如果说，“消融”是肿瘤局部治疗的“皇冠”，那纳米刀”， 则是皇冠上的“明珠”。
作用原理
一系列的实验和临床研究显示，纳米刀具有其他消融技术所不具有的优点，包括对组织的消融具有选择性，只破坏“细胞”，很少伤及血管壁、神经、气管和支气管、胆管、肠管、输尿管；消融区界限清楚。这对于体积甚小的胰腺极为重要；消融不产生热量，也不依赖热量，不受临近的大血管（例如腹腔动脉、主动脉）血流所影响；引起的细胞死亡不是“坏死”，而是凋亡，可激发抗肿瘤免疫反应；治疗时间极短，治疗3厘米大小肿瘤只需5分钟，麻醉时间相应缩短，有利于术后康复。消融过程可在超声、CT 或MR 上清清楚楚显示出来，从而保证消融达到最大效果。
纳米刀通过探针对肿瘤细胞释放高压脉冲，使其细胞膜产生纳米级的不可逆电穿孔，从而导致细胞的凋亡。肿瘤细胞凋亡后，体内吞噬细胞将细胞碎片吞噬掉，治疗区域逐步被正常组织所取代。
纳米刀肿瘤治疗系统
纳米刀能更精准地诱导肿瘤细胞凋亡而对肿瘤进行完全的消融，且不会对消融区内的其他重要组织，如血管、胆管、神经等造成不可逆的损伤，从而减少其他传统消融方式所伴有的并发症。 因此，纳米刀可应用于胰腺、肝、肾、前列腺以及其他实体肿瘤，尤其对靠近大血管、肝门区、胆囊、胆管、输尿管的肿瘤具有独特的优势。
纳米刀基本工作原理
纳米刀的优势
通过众多临床研究表明，纳米刀是一种安全而又高效的肿瘤治疗技术，其具有以下优势：
1. 消融时间短 治疗直径约3cm的实体肿瘤时，纳米刀一般只需90个100毫秒的超短脉冲。一组治疗时间不到一分钟。因此即使有3个或4个相互重叠的消融区，全程的消融时间也不会超过5分钟。
2. 治疗区域的血管、神经等重要组织得以保留 纳米刀消融技术的另一个特点是它能够保护消融区内重要的组织结构。 经过纳米刀治疗的肝组织中，其重要结构如肝动脉，肝静脉，门脉，肝内胆管均能得到良好的保护。
3. 不受热岛效应影响 纳米刀的消融主要是通过电脉冲击穿细胞膜，在此过程中不会产生热量，也不会受到其他外界温度影响。而传统的热消融或者冷消融，若消融区域内存在较大血管，其热量就会被血流带走，导致周边消融不彻底。
4. 治疗彻底，治疗边界清晰 无论肿瘤是靠近血管的，还是形状不规则或者是大肿瘤，纳米刀都能对其进行彻底消融。此外，纳米刀消融区边界清晰，划界厚度仅为1-2细胞单元。治疗区和非治疗区域泾渭分明，因此，对纳米刀的有效性、治疗结果以及后续跟踪都能进行更准确的判断和评估。
5. 治疗区域可恢复正常功能 纳米刀会对肿瘤细胞造成不可逆的损伤，引起细胞凋亡并最终导致细胞死亡。凋亡的优点之一就是它能够利用免疫来促进细胞死亡，人体将把细胞凋亡识别为正常的细胞死亡过程，然后通过细胞吞噬作用将凋亡组织清除掉，促进正常组织的再生与修复。
无热岛效应，术后恢复好
6. 效果过程可实时监控 纳米刀治疗能够通过超声、CT和MR进行影像导航和监控。用超声或CT监控到的消融区与病理分析中测量真实的消融区的尺寸偏差仅有几毫米。影像中还能清楚显示未消融的残余癌症细胞，医生能够对其再次进行消融。另外，实时监控还可以让医生观察到消融区周围组织的变化，从而推断出并发症出现的可能性，保障病人的安全以及有助于其术后快速恢复。
7. 纳米刀可适应更多复杂的病情 传统的消融治疗中，一旦肿瘤靠近大血管、靠近胆管、胰管、肝门静脉等危险区域，则无法进行治疗，另外对于前列腺肿瘤或者脊椎附近肿瘤，消融容易导致神经受损而发生瘫痪、性功能丧失等情况。 由于纳米刀较少伤及管道和神经，对于以上情况均能进行比较安全而有效的治疗，对该类患者的疗效具有重要作用。
纳米刀在使用上可以完成其他消融方法无法完成的工作