超声空化联合无水乙醇消融兔VX2肿瘤的实验研究

发布时间：2018-02-15 07:28

本文关键词： 超声空化 VX2肿瘤微泡坏死率生长抑制　出处：《第三军医大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：背景：肿瘤的生长和转移都离不开肿瘤新生血管对氧气和营养物质的供应。在高表达的血管内皮细胞生长因子的刺激下,肿瘤周边的血管可快速向组织内生成新生血管,以满足其营养需求。如果能够有效的切断肿瘤细胞的血液供应来源,就有可能抑制肿瘤的生长,甚至使肿瘤坏死。目前,抗肿瘤血管生成在肿瘤治疗领域已成为一个新兴的研究热点。但是现有的抗肿瘤血管生成疗法均采用生物或化学药物攻击肿瘤新生血管的特异性靶点,容易产生耐药性,且治疗效果有限。微泡增强的超声空化效应由于会导致局部环境的极端物理现象,因此有可能对结构薄弱的肿瘤新生血管造成物理性毁损。与生物、化学疗法不同,物理疗法一旦对生物组织造成毁损,其程度更彻底,更不易恢复。前期研究发现,微泡增强的超声空化(microbubble-enhanced ultrasound, MEUS)效应可导致肿瘤新生微血管严重的病理损伤,并可阻断肿瘤微循环长达24h。而反复强化这种血流阻断效应,可使肿瘤生长受到显著抑制,且肿瘤转移率明显下降。由此可见,微泡增强的超声空化效应确实具有一定的抗肿瘤血管作用。经皮无水乙醇注射消融(percutaneous ethanol ablation, PEA)是一种安全、有效、简便的肿瘤微创疗法,由于该技术操作简单,无需特殊设备,花费少,且对患者损伤小,并发症少等特点,因此在所有化学消融疗法中应用最为广泛。但是,由于乙醇易经血液循环扩散被稀释,难以在注射部位高浓度聚集,因此该疗法的临床应用大大受限。由于微泡增强的超声空化治疗具有暂时性阻断肿瘤血流灌注的效应,因此我们假设,若将该疗法与无水乙醇消融疗法联合应用,可能会通过毁损肿瘤微血管而减少乙醇经血液循环的扩散,从而增加肿瘤的消融体积。基于此,本研究以兔VX2皮下肿瘤为模型,进行微泡增强的超声空化联合无水乙醇注射消融治疗,通过观察分析肿瘤坏死情况及动物生存期等指标,分析并评价该联合治疗方法的消融效果,为临床肿瘤治疗提供实验依据。目的： 1.采用微泡增强的超声空化与无水乙醇瘤内注射联合治疗的方法,观察超声空化阻断肿瘤血流灌注对瘤内无水乙醇注射消融效果的影响作用。 2.进一步探讨在微泡增强的超声空化阻断肿瘤微循环的基础上联合无水乙醇消融疗法对肿瘤生长的抑制作用及对动物生存期的影响作用。材料与方法： 1.实验材料 (1)实验仪器：①超声空化治疗仪：本实验使用两台超声空化治疗仪,分别为：CZ-960型,由绵阳索尼克电子有限责任公司生产,是一种小型数字化非聚焦、高声压式超声治疗装置；该治疗仪主要由数字工作站控制系统和超声治疗头构成,发射脉冲超声,其脉冲宽度、重复频率、发射声压等均可进行数字化调节。本实验所用设置：峰值负压为4.26MPa,超声发射占空比0.22%。其治疗探头频率为831KHz,平均声强(ISPTA)1.3W/cm2,采取发射6秒间歇6秒的交替治疗模式。②DCT-700型数字化超声空化治疗仪：由深圳市威尔德医疗电子有限公司生产,新型治疗仪采用全数字波束合成技术,整机集成化程度高,携带方便；其超声发射频率、超声发射脉冲宽度、工作间歇时间、脉冲重复频率、峰值负压等多档可调。实验设置参数同前,同样采用发射6秒间歇6秒的工作模式。③Siemens S2000型超声彩色多普勒超声诊断仪：本实验采用9L4高频线阵探头,频率4-9MHz；配有低机械指数超声造影模式和造影声学定量分析软件。 (2)实验试剂：本实验所使用的超声造影剂为我科自行研制的脂质微泡“脂氟显”,外观为透明的脂质液体,核心气体为全氟丙烷,平均粒径2μm,浓度约为4～9×109/ml；使用时用高频率机械振荡仪混匀,形成乳白色凝乳状液体；实验中用于超声造影及治疗,超声造影使用剂量0.02ml/kg,超声治疗使用剂量0.1ml/kg。 (3)实验动物：健康新西兰白兔60只,由新桥医院实验动物中心提供并检疫,体质量约为2.0～2.5kg,雌雄不限,饲养环境清洁级。 2.实验方法 (1)成功建立的30只VX2肿瘤皮下荷瘤兔模型随机分为四组,分别为微泡超声空化组、无水乙醇消融组、超声空化联合无水乙醇消融组和对照组。微泡超声空化组荷瘤兔经耳缘静脉推注稀释后的脂氟显微泡(0.2ml微泡用生理盐水稀释至3ml),同时将超声空化治疗仪治疗探头垂直置于肿瘤表面辐照5分钟；无水乙醇消融组在超声引导下向肿瘤内缓慢推注无水乙醇0.1ml；超声空化联合无水乙醇消融组首先采用相同方式进行超声空化治疗,随后肿瘤内注射无水乙醇0.1ml；对照组不进行任何处理。各组在治疗前、治疗后即刻以及24小时均行超声造影检查。分析肿瘤造影峰值强度值(peak intensity, PI)及曲线下面积值((?)rea under curve, AUC)。24小时后再次进行超声造影检查,随后处死荷瘤兔,即刻切取肿瘤组织,置于4%甲醛溶液中固定,常规石蜡包埋,切片,采用HE染色方法对肿瘤组织进行染色,观察肿瘤组织病理情况,分析并计算肿瘤坏死率。 (2)30只成功建立的皮下荷VX2肿瘤兔模型,分组及治疗方法均同前。各组肿瘤同样在治疗前及治疗后即刻进行超声造影检查,此后分别于第4、8、12、16、20、24、28天对肿瘤进行超声检查,测量并记录肿瘤长、短径线。此后常规饲养,记录各组荷瘤兔自然死亡时间,计算生存期。结果： 1.治疗前超声造影可见各组肿瘤血供丰富,呈高灌注相。对照组肿瘤治疗前、后各时间点血流灌注无明显改变。三个治疗组肿瘤治疗后即刻及24小时后超声造影均可见肿瘤内血流灌注大部分消失,呈非增强负性显影；与治疗前相比,24小时后三个治疗组肿瘤造影PI值及AUC值均明显降低,其中超声空化组PI值下降了25.2%,AUC值下降了28.1%,无水乙醇消融组PI值下降了28.1%,AUC值下降了34.7%,联合治疗组PI值下降了65.8%,AUC值下降了70.3%,其差异均有统计学意义(P0.05)；各组肿瘤坏死率分别为：超声空化治疗组(32.3±8.8)%,无水乙醇消融组(37.5+9.9)%,对照组(21.9±8.3)%,联合治疗组(56.6±16.8)%,联合治疗组肿瘤坏死率明显高于其他各组(P0.05)。病理切片观察可见三个治疗组肿瘤内部均为大范围凝固性坏死。 2.在28天的观测周期内,超声空化组、无水乙醇消融组、联合组及对照组的肿瘤平均体积分别从(0.55±0.35) cm3、(0.41±0.12) cm3、(0.59±0.23) cm2、(0.70±0.37) cm2生长至(39.34±17.35)cm2、(41.94±14.77)cm2、(13.49±8.49) cm2、(43.60±19.13) cm2,联合组肿瘤第28天的平均体积明显小于其他各组(P0.05),超声空化组、无水乙醇消融组及对照组肿瘤第28天平均体积比较无统计学意义(P0.05)。各组实验动物平均生存期分别为：联合治疗组(84±19)天,对照组(58±4)天,超声空化组(68±8)天,无水乙醇组(70±9)天。联合治疗组荷瘤兔平均生存期明显长于其它各组(P0.05)。结论： 1.微泡增强的超声空化效应可显著增强无水乙醇对兔VX2皮下肿瘤的消融能力,提高兔VX2肿瘤坏死率。 2.微泡增强的超声空化联合无水乙醇瘤内注射疗法对兔VX2肿瘤生长产生了一定程度的抑制作用,并延长了荷瘤兔的平均生存期。
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【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R445.1;R73-3

【共引文献】