Fe_3O_4纳米磁流体介导的50℃局部热疗对兔VX2肝癌作用的实验研究

题名:Fe_3O_4纳米磁流体介导的50℃局部热疗对兔VX2肝癌作用的实验研究
作者:杜乐辉
学位授予单位:中南大学
关键词:兔;;VX2肝癌模型;;彩色多普勒;;能量多普勒;;超声造影;VX2肝癌模型;;纳米磁流体;;磁流
体热疗;;交变磁场;VX2肝癌模型;;磁流体热疗;;超声造影;;肿瘤血管;;VEGF
摘要:
 第一部分兔VX2肝癌模型的建立及超声影像评价
 目的:建立兔VX2肝癌模型,探讨该
模型的超声影像学表现并进行比较Magnetic lifter评价,为该模型的应用提供实验依据。
 方法:开腹直视
下穿刺法将VX2瘤组织块种植于20只日本大耳白兔肝左叶,建立兔肝癌模型。分别于接种后2周、4周
行彩色多普勒、能量多普勒及超声造影检查,半定量分级法分别比较三种超声对肿瘤血流检测率的
敏感性,每次超声检查后随机处死10只荷瘤兔,测量肿瘤的实际大小取标本进行病理学鉴定,并与超
声结果进行对照。
 结果:兔肝癌种植成功率为100%,且该法建立的兔VX2肿瘤大小较一致,同
期间比较无显著性差异(P＞0.05)。超声与实际测得肿瘤的最大径比较差异无显著性(P＞0.05),两
者具有很好的一致性。彩色多普勒、能量多普勒及超声造影均能敏感的检出肿瘤内血流信号,种植2
周的小肿瘤以瘤周供血http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter为主,能量多普勒对血流的检出率明显高于彩色多普勒,而种植4周的较大肿
瘤血管丰富,表现为瘤周粗大的供瘤血管或散在弥漫分布的点、条状血流,以高速低阻血流为主,彩
色多普勒和能量多普勒均显示以三级病灶为主,无显著性差异,种植2周和4周的肿瘤超声造影显示“
快进快出”的增强模式,可见完整、细致的肿瘤血管分支及其微小血管。VX2瘤细胞呈团片状或巢状
浸润性分布,可见多个核分裂相,与肝实质无明显边界。
 结论:瘤组织块穿刺种植法建立的
兔VX2肝癌模型复制成功率高且稳定,实验可比性好。超声能有效的监测肿瘤大小及其变化。彩色多
普勒和能量多普勒能敏感的检测出肿瘤血流,但能量多普勒对低速血流敏感,尤其是对小肝癌,而超
声造影可更有效的反映大小肝癌瘤内微血管分布及血流灌注情况。
 第二部分磁流体介导的50
℃局部热疗兔VX2肝癌的可行性研究和对肿瘤生长的影响
 目的:评估Fe_3O_4纳米磁流体的体
内外升温性能,初步评价磁流体局部热疗兔VX2肝癌模型的可行性及其对肿瘤生长的影响。
 方法:
将纳米磁流体进行透射电镜检测和体外不同电流强度下的升温实验。将接种14天的荷瘤兔随机分为
5组:即假治疗对照组(PT组)、生理盐水对照组(NS组)、磁流体对照组(MF组)、磁流体热疗Ⅰ组
(MFH1组)、磁流体热疗Ⅱ组(MFH2组)。MFH1组在直接瘤内注射磁流体后立即暴露于交变磁场,50℃
加热30min,MFH2组在5天后再重复加热一次。注射磁流体后第1天和第14天进行CT扫描。所有荷瘤兔
分别于第一次热疗前和第一次热疗后5天、14天取血检查血常规及肝肾功能。种植后3周热疗组各处
死2只实验兔病理学检查,4周后处死所有实验兔,测量肿瘤大小,计算肿瘤的体积抑制率,大体观察标
本并进行病理学检查。
 结果:磁流体粒径分布尚均匀,10nm左右,有部分聚集。体外磁流体升温
速率随电流增大而增大,在电流为100A即磁场强度为47.95Gs时,磁流体先快速上升至70℃后变缓慢
最后维持在80℃不上升。磁流体体内可在5～10min内升至50℃,通过手动调节磁场强度可将肿瘤温
度控制在相对稳定的范围内50℃±2℃,而正常肝组织和直肠几乎不升温。CT可清晰地显示体内磁流
体局限性的高密度影。热疗前后各组间同时间点及同组间不同时间点的血常规、肝肾功能比较均无
明显差异(P＞0.05)。种植后4周各组肿瘤最大径分别(4.25±0.68)cm、(4.70±1.12)cm、(4.16±
0.88)cm、(2.83±0.51)cm、(2.03±0.34)cm,肿瘤体积分别为(25.82±11.92)cm~3、(32.01±
13.14)cm~3、(23.35±12.17)cm~3、(7.43±1.86)cm~3、(2.62±1.35)cm~3。MFH1组和MFH2组的肿
瘤体积抑制率分别为68.19%～76.79%和88.8%～91.87%,肿瘤生长受到明显抑制,与各对照组间比较
差异均具有显著性(P＜0.05)。大体观察热疗组肿瘤区域可见明显的凝固性坏死,与周围组织分界清
楚,磁流体满布于瘤内,MFH1组可见局灶的结节状或环形新鲜肿瘤组织残存,MFH2几乎全部坏死,呈豆
腐渣样或液化。显微镜下对照组肿瘤细胞密集,生长活跃,可见散在小坏死灶,MF组瘤内磁流体呈团
状分布,热疗组肿瘤大片坏死呈嗜红染的颗粒状或无结构组织,部分肿瘤细胞碎裂、核固缩,磁流体
呈放射状弥漫分散于瘤内,可见摄取磁流体的肿瘤细胞及淋巴细胞浸润,坏死组织周围形成厚的纤维
组织包裹,MFH1组尚可见局灶性或周围环形的活肿瘤细胞残存,MFH2组肿瘤组织几乎完全坏死,甚少
见活肿瘤细胞残存。
 结论:Fe_3O_4纳米磁流体在体内外均具有良好的升温性能,在体内可使
肿瘤区成功的获得较均匀分布的50℃热消融温度,而正常组织不升温。磁流体对细胞无明显毒性;50
℃的MFH可导致肿瘤组织明显坏死,显著抑制肿瘤生长;同时,热疗可促进瘤内磁流体的分散,实现热
疗的旁效应;兔VX2瘤细胞可摄取磁性纳米粒子;磁热疗对肿瘤组织的杀伤作用与热疗次数相关;CT可
作为敏感地检测体内磁流体分布的手段。一次性注射磁流体后,磁流体介导的50℃热疗兔VX2肝癌安
全、可行、有效,靶向性好,且可进行重复热疗,具有潜在的临床应用价值。
 第三部分磁流体
介导的50℃局部热疗兔VX2肝癌的超声造影评价和对血管作用的研究
 目的:探讨超声造影对磁
流体热疗兔VX2肝癌的疗效评估价值,探讨磁流体热疗对兔VX2肝癌营养血管及对血管生成因子VEGF
表达的影响。
 方法:将接种14天的荷瘤兔随机分为5组及PT组、NS组、MF组、MFH1组、MFH2组,
分组处理后于种植后4周行超声造影检查,观察肿瘤内血供情况及测量肿瘤坏死率,并与病理学检查
相比较,同时进行血管壁弹力纤维染色及VEGF的免疫组化检测。
 结果:各组超声造影测得
的肿瘤坏死了率分别为17.89±7.45%、20.52±6.58%、16.78±8.92%、72.93±10.45%、94.28±
3.54%。热疗组的坏死率明显高于各对照组,MFH1组可见局灶的结节状或环形强化,与肉眼及病理观
察的肿瘤存活区一致,MFH2组几乎完全坏死,未见残存的活肿瘤组织,超声造影与病理测得的肿瘤坏
死率比较无显著性差异,具有很好的一致性。磁热疗可使肿瘤滋养血管的血管壁破坏,弹力纤维断裂
、散乱,血管管径越小效果越好,管径小于50μm的效果最好,MFH2组对血管的破坏程度明显大于MFH1
组。种瘤后4周各组肿瘤VEGF的表达阳性率分别为63.87±7.24%、59.44±8.89%、65.25±10.04%、
28.57±5.66%、5.84±2.97%,热疗组明显低于各对照组,差异具有显著性(P＜0.01),以MFH2组更低
。
 结论:超声造影可准确的反映磁流体热疗引起兔VX2肝癌凝固性坏死的范围及活肿瘤组织的
残存,可作为评价磁流体热疗疗效的有效手段。磁流体介导的50℃热消融可有效的破坏肿瘤滋养血
管,抑制VEGF的表达,可能是其治疗肿瘤的重要机制之一。
学位年度:2009