HIFU“帽式”消融及载血卟啉单甲醚纳米微球的相关实验研究

发布时间：2017-11-07 18:20

  本文关键词：HIFU“帽式”消融及载血卟啉单甲醚纳米微球的相关实验研究

  更多相关文章： 高强度聚焦超声 “帽式”消融 血卟啉单甲醚(HMME) PLGA高分子微球 光声成像

【摘要】：研究背景高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)是21世纪兴起的一种微无创肿瘤局部物理治疗方式,目前在临床应用HIFU治疗各种良恶性实体肿瘤。但HIFU消融肿瘤的效率是较低的,HIFU单点辐照所形成的焦域(Focal region)只有毫米级,若要完整“切除”一个大肿瘤需花费大量的时间和精力。另外,超声波在组织传播过程中能量随距离的增加呈指数衰减,因此随着肿瘤体内深度的增加,HIFU消融能量也大大增加。由于超声的衰减特性和HIFU在治疗上的限制,导致肿瘤治疗时间过长、治疗效率低,造成医疗成本及临床风险增高,产生如皮肤灼伤及周围脏器损伤等并发症或毒副反应增加。另一方面,HIFU治疗系统的影像学监控技术主要为超声和MRI,由于超声的成像速度快于MRI,图像可显示不同方位、调整和移动灵活,所以,临床上大部分HIFU治疗系统的实时监控成像设备是超声。但是超声图像质量差,伪影现象明显,对诊断和治疗都造成了干扰。这些问题使HIFU应用的安全性、高效性受到影响,制约着HIFU的发展。因此,探索新的提高HIFU治疗效率的方法非常必要。研究目的1.改进hifu临床上治疗良恶性实体肿瘤的方法,提高hifu消融肿瘤的效率和安全性,探索hifu“帽式”消融方法的可行性。2.制备出一种载血卟啉单甲醚(hmme)的聚乳酸-羟基乙酸(plga)多功能造影剂(mbplga-hmme),检测mbplga-hmme微球的基本性质以及hmme包裹在plga微球上后,其性质改变情况。探讨其集显像与治疗一体化的可行性。研究方法1.将60只健康新西兰白兔分a、b两组,每组30只,a组根据采用功率的不同分为3个亚组a1(200w,10只)、a2(250w,10只)、a3(300w,10只);b组根据两个辐照面的夹角不同分为b1(55°,10只)、b2(90°,10只)、b3(125°,10只),a、b组其余辐照参数及条件保持不变。分别辐照兔肝组织。计算总辐照时间和超声能量,观察凝固性坏死体积大小、形态变化与辐照能量和夹角之间的关系。2.采用双乳化法制备出mbplga-hmme,对其粒径、结构、形态、包封率和载药率等性质进行检测;采用体外成像观察比较hmme药物和mbplga-hmme微球超声/光声成像改变情况以及初步进行体内光声成像观察。研究结果1.a1亚组未能形成连续的线状坏死或均匀的坏死体,a2、a3亚组能形成连续线状坏死,并能组成大于辐照体积的均匀规则的椭球形坏死体,但a3亚组辐照能量过大,导致周围临近脏器出现了严重并发症,所以选择a2亚组的辐照参数继续探讨夹角对凝固性坏死体的影响;b1亚组凝固性坏死体积为(3907.85±565.53)mm3,沿近声场形成的长轴与垂直于近声场所形成的短轴之比为2.14±0.25;b2亚组凝固性坏死体积为(4431.49±721.36)mm3,其长/短轴比值为1.47±0.26;b3亚组产生的凝固性坏死大小为(3729.46±1049.29)mm3,长/短轴比值为1.06±0.12,表明在保持辐照参数一致的情况下,随着两个面夹角的增大,其凝固性坏死体的长/短轴比值逐渐减小(p0.005),但凝固性坏死体积无明显增大。2.成功制备出mbplga-hmme纳米微球,其外观呈红色粉末状,复溶于双蒸水后呈淡红色悬液。光学显微镜观察,mbplga-hmme微球呈球形,形态规则,大小均匀无聚集、粘连现象。激光共聚焦显微镜下可见mbplga-hmme呈红色荧光,hmme均匀分布在微球上,光学显微镜和透射电镜均可见mbplga-hmme呈球形,为壳核结构,外有一层明显的黑色的壳膜,hhme主要分布于微球壳上。malvern激光粒径仪测得mbplga-hmme微球的平均粒径为497.26±68.25nm。紫外分光光度仪测得mbplga-hmme和hmme溶液的特征性紫外吸收光谱均在401nm,未出现移位现象。体外光声成像显示,mbplga-hmme溶液浓度为408μmol/l,816μmol/l,1632μmol/l的平均光声信号强度分别为0.2009±0.0636,0.3789±0.0431,0.5380±0.0997;同样浓度梯度下hmme溶液的平均光声信号值分别为0.0738±0.0133,0.1137±0.0065,0.217±0.0270,组间和组内两两比较,结果有差异,但药物性质基本未改变,其中MBPLGA-HMME微球能进行体外超声成像。MBPLGA-HMME经静脉注入荷瘤鼠体内后,能在肿瘤部位积累,通过激光激发后,能进行体内光声显像。研究结论1.HIFU“帽式”消融方法能有效叠加焦域外近声场内部分能量,运用较少的辐照能量和时间,形成较大的凝固性坏死体,缩短了辐照时间,减少了能量的过度投放,可降低或减少副反应的发生。2.本实验成功制备载血卟啉单甲醚药物的MBPLGA-HMME微球,HMME药物水溶性得到改善,其基本的吸光性质得以保持,可行体内外超声/光声成像,为后续体外体内显像及治疗研究提供基础。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R454.3;R730.5

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本文编号：1153575