氧化硅基响应纳米系统的构建及其超声医学应用探索
发布时间：2021-06-26 07:05
超声,因其独特的声学特性及生物学效应,在癌症的诊断及治疗中都扮演了不可或缺的角色,例如超声成像技术,高强度聚集超声肿瘤消融术（HIFU）等。纳米生物材料及相应技术的快速发展,使超声医学研究焕发了新的生机。特别是先进纳米诊疗剂材料的研发,为辅助超声诊疗一体化技术实现癌症精确诊断及高效治疗,提供了新的思路和方法。随着对恶性肿瘤特殊理化环境认识的加深,以及纳米合成技术和超声诊疗技术设备的发展,通过精确的内/外源刺激响应来有逻辑性地操控超声纳米诊疗剂在体内的行为,有望在时间和空间尺度上全面优化其诊疗效能及特异性,从而更好地满足临床应用需求。本论文分别以成像引导下的HIFU消融、HIFU药物控释、HIFU消融联合药物控释,这三种超声诊疗模式为应用背景,基于“自下而上”的合成策略构建了三种针对性的智能响应型超声纳米诊疗剂,然后对其内/外源刺激下的体内外响应行为进行了系统研究,并结合先进的HIFU诊疗一体化设备平台对其诊疗性能进行了全面的评价。主要的研究内容如下:（1）区别于传统HIFU刺激产气增效消融策略,我们提出内源催化产气策略来调控气泡在超声引导HIFU（US-HIFU）手术中产生的时机和时长...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各类声波（次声波，可闻声，超声波）对应的频率范围[10]
衡位置附近做周期往复运动，使介质局部区域质点疏密性周期性变化。质点本并不随超声波传播而迁移，只是将振动形式和能量传递下去（如图 1.2 所示）[113]。当超声波在介质中传播的过程中，会随着传播距离的增加，强度逐渐衰（attenuation），能量减弱，这主要是因为介质的声吸收（absorption）导致的，超声波的频率越高，声吸收越剧烈，超声波的传播距离就越短，此外声吸收还与质本身有关，不同的性质的介质其声吸收机理也不同，例如在在液体介质中声收主要与质点相对运动造成的内摩擦（粘滞作用）以及介质中压缩与稀疏部分间的热传导等因素有关。简单的说，超声波在气体介质中声吸收最强，液体介中次之，固体介质中最弱。介质在吸收超声波能量后主要以热的形式耗散，引局部温度升高，这也是超声波最主要的一个理化效应，即热效应（thermaleffec[14-16]。
率和峰值负压有直接关系。而在真实情况下，液体介质总是不纯净中溶解的气体，存在或引入的微小气泡，颗粒，都会作为空化核显生的阈值，在这种情况下，溶解的气体会在负压下过饱和溢出，而融合长大，最终在空穴中形成气泡，气泡在周期性变化的声压下继，产生如图 1.3 所示的两类空化作用，即稳态空化和瞬态空化（惯性空化状态下，气泡在其平衡半径处，经历膨胀和压缩的稳定周期性过程中气流会周期性进出气泡，在其周围液体也会快速流动，形成rostream）及伴随的剪切力效应（shearforce）。而在瞬态空化状态下几个周期的膨胀和压缩后，开始出现爆炸式膨胀，之后迅速塌陷。会产生高压震荡波（shockwave）及微射流，同时在气泡最后塌陷压力和温度陡增到数十万千帕和上千开尔文，从而引发水分子分解系列复杂的声化学反应[17-18]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]The acidic tumor microenvironment: a target for smart cancer nano-theranostics[J]. Liangzhu Feng,Ziliang Dong,Danlei Tao,Yicheng Zhang,Zhuang Liu. National Science Review. 2018(02)
[2]超声分子影像学研究进展[J]. 王志刚. 中国医学影像技术. 2009(06)
[3]HIFU技术中的超声空化及空化增强效应研究进展[J]. 任小龙,周晓东. 中国医学影像技术. 2006(02)
[4]材料——科技发展的动力和瓶颈[J]. 靳达申,车成卫. 中国科学基金. 2002(03)
本文编号：3250877
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各类声波（次声波，可闻声，超声波）对应的频率范围[10]
衡位置附近做周期往复运动，使介质局部区域质点疏密性周期性变化。质点本并不随超声波传播而迁移，只是将振动形式和能量传递下去（如图 1.2 所示）[113]。当超声波在介质中传播的过程中，会随着传播距离的增加，强度逐渐衰（attenuation），能量减弱，这主要是因为介质的声吸收（absorption）导致的，超声波的频率越高，声吸收越剧烈，超声波的传播距离就越短，此外声吸收还与质本身有关，不同的性质的介质其声吸收机理也不同，例如在在液体介质中声收主要与质点相对运动造成的内摩擦（粘滞作用）以及介质中压缩与稀疏部分间的热传导等因素有关。简单的说，超声波在气体介质中声吸收最强，液体介中次之，固体介质中最弱。介质在吸收超声波能量后主要以热的形式耗散，引局部温度升高，这也是超声波最主要的一个理化效应，即热效应（thermaleffec[14-16]。
率和峰值负压有直接关系。而在真实情况下，液体介质总是不纯净中溶解的气体，存在或引入的微小气泡，颗粒，都会作为空化核显生的阈值，在这种情况下，溶解的气体会在负压下过饱和溢出，而融合长大，最终在空穴中形成气泡，气泡在周期性变化的声压下继，产生如图 1.3 所示的两类空化作用，即稳态空化和瞬态空化（惯性空化状态下，气泡在其平衡半径处，经历膨胀和压缩的稳定周期性过程中气流会周期性进出气泡，在其周围液体也会快速流动，形成rostream）及伴随的剪切力效应（shearforce）。而在瞬态空化状态下几个周期的膨胀和压缩后，开始出现爆炸式膨胀，之后迅速塌陷。会产生高压震荡波（shockwave）及微射流，同时在气泡最后塌陷压力和温度陡增到数十万千帕和上千开尔文，从而引发水分子分解系列复杂的声化学反应[17-18]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]The acidic tumor microenvironment: a target for smart cancer nano-theranostics[J]. Liangzhu Feng,Ziliang Dong,Danlei Tao,Yicheng Zhang,Zhuang Liu. National Science Review. 2018(02)
[2]超声分子影像学研究进展[J]. 王志刚. 中国医学影像技术. 2009(06)
[3]HIFU技术中的超声空化及空化增强效应研究进展[J]. 任小龙,周晓东. 中国医学影像技术. 2006(02)
[4]材料——科技发展的动力和瓶颈[J]. 靳达申,车成卫. 中国科学基金. 2002(03)
本文编号：3250877
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/yxlbs/3250877.html
教材专著
