HIFU“帽式”消融及載血卟啉單甲醚納米微球的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究背景：
　　高強(qiáng)度聚焦超聲（ High intensity focused ultrasound, HIFU）是21世紀(jì)興起的一種微無(wú)創(chuàng)腫瘤局部物理治療方式，目前在臨床應(yīng)用HIFU治療各種良惡性實(shí)體腫瘤。但HIFU消融腫瘤的效率是較低的，HIFU單點(diǎn)輻照所形成的焦域（Focal region）只有毫米級(jí)，若要完整“切除”一個(gè)大腫瘤需花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。另外，超聲波在組織傳播過(guò)程中能量隨距離的增加呈指數(shù)衰減，因此隨著腫瘤體內(nèi)深

2、度的增加，HIFU消融能量也大大增加。由于超聲的衰減特性和HIFU在治療上的限制，導(dǎo)致腫瘤治療時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、治療效率低，造成醫(yī)療成本及臨床風(fēng)險(xiǎn)增高，產(chǎn)生如皮膚灼傷及周圍臟器損傷等并發(fā)癥或毒副反應(yīng)增加。另一方面， HIFU治療系統(tǒng)的影像學(xué)監(jiān)控技術(shù)主要為超聲和MRI，由于超聲的成像速度快于MRI，圖像可顯示不同方位、調(diào)整和移動(dòng)靈活，所以，臨床上大部分HIFU治療系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控成像設(shè)備是超聲。但是超聲圖像質(zhì)量差，偽影現(xiàn)象明顯，對(duì)診斷和治療都造成了

3、干擾。這些問(wèn)題使HIFU應(yīng)用的安全性、高效性受到影響，制約著HIFU的發(fā)展。因此，探索新的提高HIFU治療效率的方法非常必要。
　　研究目的：
　　1.改進(jìn)HIFU臨床上治療良惡性實(shí)體腫瘤的方法，提高HIFU消融腫瘤的效率和安全性，探索HIFU“帽式”消融方法的可行性。
　　2.制備出一種載血卟啉單甲醚（ HMME）的聚乳酸-羥基乙酸（PLGA）多功能造影劑（MBPLGA-HMME），檢測(cè)MBPLGA-HMME微球的基

4、本性質(zhì)以及HMME包裹在PLGA微球上后，其性質(zhì)改變情況。探討其集顯像與治療一體化的可行性。
　　研究方法：
　　1.將60只健康新西蘭白兔分A、B兩組，每組30只，A組根據(jù)采用功率的不同分為3個(gè)亞組A1（200 W,10只）、A2（250 W,10只）、A3（300 W,10只）；B組根據(jù)兩個(gè)輻照面的夾角不同分為B1（55°，10只）、B2（90°，10只）、B3（125°，10只），A、B組其余輻照參數(shù)及條件保持不變。分

5、別輻照兔肝組織。計(jì)算總輻照時(shí)間和超聲能量，觀察凝固性壞死體積大小、形態(tài)變化與輻照能量和夾角之間的關(guān)系。
　　2.采用雙乳化法制備出MBPLGA-HMME，對(duì)其粒徑、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、包封率和載藥率等性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)；采用體外成像觀察比較HMME藥物和MBPLGA-HMME微球超聲/光聲成像改變情況以及初步進(jìn)行體內(nèi)光聲成像觀察。
　　研究結(jié)果：
　　1. A1亞組未能形成連續(xù)的線狀壞死或均勻的壞死體，A2、A3亞組能形成連續(xù)線狀壞

6、死，并能組成大于輻照體積的均勻規(guī)則的橢球形壞死體，但A3亞組輻照能量過(guò)大，導(dǎo)致周圍臨近臟器出現(xiàn)了嚴(yán)重并發(fā)癥，所以選擇A2亞組的輻照參數(shù)繼續(xù)探討夾角對(duì)凝固性壞死體的影響；B1亞組凝固性壞死體積為（3907.85±565.53）mm3，沿近聲場(chǎng)形成的長(zhǎng)軸與垂直于近聲場(chǎng)所形成的短軸之比為2.14±0.25；B2亞組凝固性壞死體積為（4431.49±721.36）mm3，其長(zhǎng)/短軸比值為1.47±0.26；B3亞組產(chǎn)生的凝固性壞死大小為（372

7、9.46±1049.29）mm3，長(zhǎng)/短軸比值為1.06±0.12，表明在保持輻照參數(shù)一致的情況下，隨著兩個(gè)面夾角的增大，其凝固性壞死體的長(zhǎng)/短軸比值逐漸減?。≒＜0.005），但凝固性壞死體積無(wú)明顯增大。
　　2.成功制備出MBPLGA-HMME納米微球，其外觀呈紅色粉末狀，復(fù)溶于雙蒸水后呈淡紅色懸液。光學(xué)顯微鏡觀察，MBPLGA-HMME微球呈球形，形態(tài)規(guī)則，大小均勻無(wú)聚集、粘連現(xiàn)象。激光共聚焦顯微鏡下可見(jiàn)MBPLGA-HMM

8、E呈紅色熒光，HMME均勻分布在微球上，光學(xué)顯微鏡和透射電鏡均可見(jiàn)MBPLGA-HMME呈球形，為殼核結(jié)構(gòu)，外有一層明顯的黑色的殼膜，HHME主要分布于微球殼上。Malvern激光粒徑儀測(cè)得MBPLGA-HMME微球的平均粒徑為497.26±68.25nm。紫外分光光度儀測(cè)得MBPLGA-HMME和HMME溶液的特征性紫外吸收光譜均在401nm，未出現(xiàn)移位現(xiàn)象。體外光聲成像顯示，MBPLGA-HMME溶液濃度為408μmol/L，816

9、μmol/L，1632μmol/L的平均光聲信號(hào)強(qiáng)度分別為0.2009±0.0636，0.3789±0.0431，0.5380±0.0997；同樣濃度梯度下HMME溶液的平均光聲信號(hào)值分別為0.0738±0.0133，0.1137±0.0065，0.217±0.0270，組間和組內(nèi)兩兩比較，結(jié)果有差異，但藥物性質(zhì)基本未改變，其中MBPLGA-HMME微球能進(jìn)行體外超聲成像。MBPLGA-HMME經(jīng)靜脈注入荷瘤鼠體內(nèi)后，能在腫瘤部位積累，

10、通過(guò)激光激發(fā)后，能進(jìn)行體內(nèi)光聲顯像。
　　研究結(jié)論：
　　1. HIFU“帽式”消融方法能有效疊加焦域外近聲場(chǎng)內(nèi)部分能量，運(yùn)用較少的輻照能量和時(shí)間，形成較大的凝固性壞死體，縮短了輻照時(shí)間，減少了能量的過(guò)度投放，可降低或減少副反應(yīng)的發(fā)生。
　　2.本實(shí)驗(yàn)成功制備載血卟啉單甲醚藥物的MBPLGA-HMME微球， HMME藥物水溶性得到改善，其基本的吸光性質(zhì)得以保持，可行體內(nèi)外超聲/光聲成像，為后續(xù)體外體內(nèi)顯像及治療研究提供