超声探头的设计和热效应研究

发布时间：2017-03-24 04:00

  本文关键词：超声探头的设计和热效应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前肿瘤是导致人类死亡的三大主要原因之一,随着现代化的生活方式与社会的工业化进程,其发病率逐年上升。肿瘤热疗因其微创或无创性、痛苦小、疗效显著而成为研究和应用的热点。其中,超声温热治疗是通过温热肿瘤组织而促进肿瘤细胞的死亡然而,热疗不仅能杀死肿瘤细胞,而且同样能导致肿瘤周围正常组织结构的破坏,因此,如何实时监测热疗的疗效和其对肿瘤周围正常结构或组织的破坏情况,并建立有效的实时监测及疗效评价系统,必将提高热疗技术在临床的应用性。近年来,超声造影剂微气泡不但可以实现超声增强显影成像,而且可以通过改变激励超声波脉冲等控制药物的释放。基于超声响应的微纳载体,将超声成像与超声热疗两者有机结合为一体,同时为了更精确控制药物释放,以超声造影剂为基础材料,制备具有超声成像和热响应的载体材料,可实现诊断用造影剂和治疗用试剂的合二为一。从而,首先通过超声造影模式成像技术得到肿瘤组织的结构信息,在此基础上配合超声温热效应,实现肿瘤实时和整个治疗过程的监测。本论文主要设计了温热效应的超声探头,制备了碳酸氢铵微囊和热敏脂质体,实现了酸氢铵微囊和热敏脂质体对超声热效应的响应,从而用于超声成像和热效应致肿瘤细胞凋亡。具体说来,本论文开展了如下工作：(1) 首先基于平面多元阵列超声换能器具有穿透力强,导向性好等特点,制备了能实现热效应的超声换能器。该换能器的中心频率为1MHz,可实现深度范围为3-5cm之间的可调焦点,超声换能器表面声强的范围为0.7-2.7 w/cm~2。(2) 制备了碳酸氢铵微囊和温敏茴三硫脂质体,用中心频率为1MHz,声强1.8 w/cm~2的超声探头辐照,通过研究微囊和脂质体超声作用前后的形貌变化以及体外超声显影,确证了碳酸氢铵微囊和脂质体能够对超声热响应,实现超声显影增强。(3) 以HepG2肝癌细胞为模型,评估了碳酸氢铵微囊和温敏脂质体在超声探头(1MHz,声强1.8 w/cm~2)作用下对肿瘤细胞的热疗效果。结果表明碳酸氢铵微囊和温敏脂质体能够响应超声热,联合超声热促进肿瘤细胞的凋亡。温敏脂质体的动物体内肿瘤热效应实验也证明了温敏脂质体对超声热疗有协同增效的作用。
【关键词】：超声换能器 癌症热疗 超声显影 超声治疗 微囊 热敏脂质体
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-29
• 1.1 研究背景12
• 1.2 肿瘤热疗与超声热疗12-19
• 1.2.1 肿瘤热疗方式12-14
• 1.2.2 超声波的生物学效应14-17
• 1.2.3 超声热疗致肿瘤凋亡作用机制17-18
• 1.2.4 肿瘤热疗的进展18-19
• 1.3 肿瘤超声热疗过程中的疗效监测影像学方法研究19-22
• 1.3.1 磁共振影像监控技术20-21
• 1.3.2 超声影像监控技术21-22
• 1.4 超声医学成像22-28
• 1.4.1 超声成像模式和成像原理22-25
• 1.4.2 超声造影剂的应用25-28
• 1.5 本论文的主要研究内容28-29
• 第二章 超声探头的设计和制备29-36
• 2.0 实验目的29
• 2.1 实验材料与仪器29-30
• 2.1.1 实验材料29-30
• 2.1.2 实验仪器30
• 2.2 超声热探头的设计30-33
• 2.2.1 超声诊疗系统的结构以及换能器的结构30-31
• 2.2.2 换能器的聚焦延时31-32
• 2.2.3 超声换能器表面声强的确定32-33
• 2.3 超声换能器的制备33-34
• 2.4 超声探头热效应的体外评价34-36
• 2.4.1 实验方法34
• 2.4.2 实验结果及讨论34-36
• 第三章 碳酸氢铵微囊的超声热效应研究36-48
• 3.1 引言36-37
• 3.2 实验材料与仪器37-38
• 3.2.1 实验材料37
• 3.2.2 实验仪器37-38
• 3.3 实验方法38-42
• 3.3.1 碳酸氢铵微囊的制备38-39
• 3.3.2 碳酸氢铵微囊体外超声作用研究39
• 3.3.3 光学显微镜,扫描电子显微镜形貌表征39-40
• 3.3.4 碳酸氢铵微囊体外超声显影效果以及超声定量分析40-41
• 3.3.5 碳酸氢铵微囊对肿瘤细胞的治疗研究41-42
• 3.4 实验结果与讨论42-47
• 3.4.1 光学显微镜下的微囊形貌表征42-43
• 3.4.2 扫描电子显微镜下的微囊形貌表征43-44
• 3.4.3 体外超声造影观察44-45
• 3.4.4 碳酸氢铵微囊对肿瘤细胞的治疗效果45-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 热敏脂质体的超声热效应研究48-62
• 4.1 引言48-49
• 4.2 实验材料和仪器49-50
• 4.2.1 实验材料49
• 4.2.2 实验仪器49-50
• 4.3 实验方法50-53
• 4.3.1 脂质体的制备50-51
• 4.3.2 热敏脂质体的体外超声作用51
• 4.3.3 超声作用于热敏脂质体后TEM形貌表征51
• 4.3.4 脂质体体外超声显影效果以及超声定量分析51
• 4.3.5 热敏脂质体对肿瘤细胞的治疗研究51-52
• 4.3.6 热敏脂质体在小鼠肿瘤超声显影及治疗研究52-53
• 4.4 结果及讨论53-60
• 4.4.1 脂质体超声热处理前后TEM形貌观察53
• 4.4.2 体外超声显影结果53-54
• 4.4.3 热敏脂质体对肿瘤细胞的治疗作用研究54-56
• 4.4.4 热敏脂质体在小鼠肿瘤的超声显影及治疗研究56-60
• 4.5 本章小结60-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 全文总结62-63
• 5.2 工作展望63-64
• 参考文献64-72
• 致谢72-73
• 附录73-74
• 硕士期间成果清单74

【参考文献】

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  本文关键词：超声探头的设计和热效应研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：265021