遥控上转换光动力治疗的植入体研究

发布时间：2020-12-16 23:54

　　无论国内还是国外,癌症都是一个非常严重的医疗和社会问题。现有的癌症治疗手段主要包括外科手术、放疗和化疗三种,但都面临着不同的问题和挑战。而光动力疗法通过注射光敏药物,直接光照病灶,能够有针对性地杀死癌细胞。整个过程几乎无损,可以反复运用,进行长期治疗,是一种新型抗癌疗法。传统光动力疗法由可见光激发,很难穿透皮肤并深入组织。在已有的各类成功案例中,病灶通常是数毫米厚的扁平组织。全新的上转换光动力材料,能够用长波段红外光激发诱导光动力治疗,从而将其适用范围提高到了厘米级别。因此,上转换光动力疗法能够作用于更多种类的组织器官,更重要的是能够治疗相对大型的肿瘤病灶。然而,对于红外窗口范围之外的深层组织和大型病灶,上转换光动力疗法仍有其劣势。因此,本文设计了一种可遥控光动力治疗的植入体系统,其包括植入体和体外控制器两部分。植入体需要通过微创手术植入病灶附近,植入体内包含上转换光动力疗法所需的激光光源、无线通信模块和微处理器模块;体外控制器通过无线通信的方式控制该激光光源的工作状态。为了验证本系统的功能,本文设计了一套模拟实验系统。通过检测封闭环境内植入体激光器激发上转换荧光材料产生的荧光的光强,... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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第一章 绪论另外，Xiao 等[18]提出了一种可以无线供电的植入式传感器标签，用于长续血糖监测，其尺寸为 5×17mm。该标签可检测葡萄糖的范围为 0-30m性为 0.75nA/mmol。Martellato 等[19]设计了一个具有无线传输功能、在皮葡萄糖传感器和穿戴式发射器组成的长期血糖监控系统（图 1.2）。植入包括基于荧光、硼酸的葡萄糖指示聚合物覆盖的小型化聚合物光学系统送器与传感器无线连接并给其供电，它拥有蓝牙功能可以和智能手机应传感器是一个微型荧光计，使用生物相容性良好的聚合物做成胶囊结构.3mm，长 15mm，血糖浓度用血糖指示水凝胶的荧光度来测量，该水凝胶光学共振腔的表面。光源 LED，两个滤波二极管，用来测量由血糖浓度光强度；内置温度传感器的集成电路，用于接受电源并和发射器交流的

用于动物移植肿瘤的治疗，并获得了成功，从而建立了光动力疗法[1]。经过几十的发展，科学家和医生做了大量关于光动力疗法的研究，并且开始广泛应用于床上[2]。2.1.1 光动力反应在光动力反应过程（图 2.1）中，激发光源照射光敏剂，光敏剂接收光子能量光敏剂从基态转变成单重激发态，然后立刻经过系间跨越变为三重激发态并存较长时间。这个处于三重激发态的光敏剂可以发生两种不同类型的光动力反应第一，光敏剂在三重激发态下可以直接与基底（细胞膜或一些生物大分子等）生反应，丢失掉一个氢原子（电子）而变成自由基，自由基与组织氧相互作用成氧化物，可以杀伤目标细胞（Ⅰ型反应）。第二，处于三重激发态的光敏剂也以直接把能量转移到氧分子上，形成单态氧来杀伤目标细胞（Ⅱ型反应）[20]。Ⅰ反应和Ⅱ型反应可以单独发生，可以同时发生，两种反应发生的比率取决于三个素：使用的光敏剂类型、基底和组织氧的浓度以及光敏剂与底物结合的紧密性[21发生光动力反应的两个基本要素是合适的光敏剂和必须的激发光源。


本文编号：2921018