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        膠質(zhì)瘤大鼠模型射頻熱療的最佳作用時(shí)間及最適溫度初步研究

        2013-09-23 00:36:34張正雄
        中國(guó)腫瘤外科雜志 2013年1期
        關(guān)鍵詞:熱凝熱療持續(xù)時(shí)間

        張正雄, 游 洋

        目前,膠質(zhì)瘤的治療仍以手術(shù)為主,但有部分患者不能耐受或不愿手術(shù)。射頻熱療是近些年發(fā)展起來的治療膠質(zhì)瘤的新方法,其創(chuàng)傷小,患者耐受性好,目前臨床已開始應(yīng)用。然而,在射頻熱療過程中存在治療時(shí)間及溫度控制隨意性大,主觀性強(qiáng),尚沒有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),患者易產(chǎn)生腦水腫等嚴(yán)重并發(fā)癥等問題。本研究通過建立膠質(zhì)瘤大鼠模型,使用不同的溫度和作用時(shí)間對(duì)荷瘤大鼠進(jìn)行處理,以期探明膠質(zhì)瘤大鼠射頻熱療的最佳作用時(shí)間及最適作用溫度,為臨床應(yīng)用提供參考依據(jù)。

        1 材料和方法

        1.1 材料 SD大鼠156只,4周齡,雄性,體重(245±10)g,由東南大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供[SYXK(蘇)2007-0011]。C6細(xì)胞株購(gòu)自中科院上海細(xì)胞庫(kù);胎牛血清購(gòu)自杭州四季青公司;馬血清、F12-K培養(yǎng)基、胰蛋白酶、PBS均購(gòu)自GIBCO公司。江灣I型C動(dòng)物立體定向儀、leksell射頻儀(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院神經(jīng)外科),牙科磨鉆(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院口腔科),7.0T德國(guó)bruker公司生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)小動(dòng)物專用磁共振(東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像系),電子分析天平、恒溫烘箱(東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室)。

        1.2 膠質(zhì)瘤細(xì)胞培養(yǎng) C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞培養(yǎng)于5%CO2氣體濃度,37℃培養(yǎng)箱,培養(yǎng)液為加入15%馬血清及2.5%胎牛血清的F-12K培養(yǎng)液。于細(xì)胞指數(shù)生長(zhǎng)期胰酶消化并收集細(xì)胞,制成105個(gè)/μL細(xì)胞懸液以供種植腫瘤(懸液不含血清)。

        1.3 膠質(zhì)瘤模型建立 所有大鼠術(shù)前禁食禁水,麻醉前30 min肌肉注射阿托品0.05 mg抑制呼吸道分泌,并在實(shí)驗(yàn)的過程中每小時(shí)肌肉注射阿托品0.05 mg維持。腹腔注射戊巴比妥(40 mL·kg-1)進(jìn)行麻醉,體溫控制在37.5℃。麻醉后將大鼠固定于江灣Ⅰ型立體定位儀上,頭部正中1 cm切口切開頭皮,暴露前囟,以前囟為原點(diǎn),向后1.5 mm,向右旁開3.0 mm用牙科磨鉆打一直徑為1 mm的小孔。微量進(jìn)樣針將10 μL細(xì)胞懸液緩慢注入硬腦膜下5 mm(進(jìn)6mm,退1mm)處的腦組織中,停針5 min后退針,骨蠟封閉骨孔,清洗切口后縫合。

        1.4 建模判定 大鼠出現(xiàn)活動(dòng)減少,進(jìn)水飲食進(jìn)行性減少等情況,體重亦在術(shù)后10 d減少,再經(jīng)MRI及病理驗(yàn)證,判定建模是否成功。

        1.5 分組及處理 建模成功大鼠隨機(jī)分成4組:44℃組、58℃組、72℃組、86℃組,每組36只。各組的36只大鼠再隨機(jī)分成6個(gè)小組,每組6只,射頻持續(xù)時(shí)間分別為 50 s、70 s、90 s、110 s、130 s、150 s。

        1.6 射頻熱療方法 按以上分組對(duì)荷瘤大鼠進(jìn)行射頻熱凝:腹腔注射4%戊巴比妥鈉(40 mg·kg-1),將荷瘤大鼠麻醉后,固定于立體定向儀框架,將三維坐標(biāo)調(diào)零。常規(guī)消毒后切開頭皮約1 cm,剝離骨膜,用牙科磨鉆將原建模時(shí)的骨孔擴(kuò)大為直徑3 mm的骨孔,沿此孔將射頻電極緩慢步進(jìn)至預(yù)定坐標(biāo),開啟射頻儀,按以上分組條件分別給予射頻熱凝,結(jié)束后緩慢退出射頻電極,鉆孔使用骨蠟覆蓋,常規(guī)縫合傷口。整個(gè)過程在超凈工作臺(tái)內(nèi)進(jìn)行,術(shù)后無需抗生素防治感染。

        1.7 大鼠腦水含量測(cè)定 大鼠術(shù)后12小時(shí)行磁共振掃描,測(cè)量腫瘤毀損灶直徑。術(shù)后24小時(shí)后,以頸椎離斷法處死大鼠,立即完整摘取整個(gè)腦組織,稱濕重,記為WW水腫,再將標(biāo)本切碎放于90℃烘箱48 h,至恒重后測(cè)干重(DW水腫)。腦組織含水量(S水腫)按公式:S水腫= [(WW水腫- DW水腫)/WW水腫] ×100%計(jì)算。

        1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 使用SPSS11.5對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,各組間比較使用方差分析,兩兩比較使用q檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 建模結(jié)果 因感染、手術(shù)操作等因素,術(shù)后有3只大鼠死亡,15天后所有剩余153只建模大鼠給予磁共振檢查,其中4只大鼠磁共振未見異常表現(xiàn),余149只大鼠磁共振異常(圖1)。隨機(jī)選取3只斷頭處死后解剖了解C6膠質(zhì)瘤成瘤情況,見腦接種處均已成瘤。建模成功率為95.5%。

        2.2 各組腫瘤毀損灶直徑的比較(表1) 各組毀損灶直徑隨熱療持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)呈增大趨勢(shì),44℃組、58℃組呈持續(xù)增大(P<0.05),72℃組、86℃組在90 s后增大趨于平緩(P>0.05)。

        2.3 各組腦水含量的比較(表2) 同一熱療時(shí)間下,各組間腦水含量無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P>0.05)。腦水含量隨熱療持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)呈增加趨勢(shì),90 s后各組均增加較劇烈,130 s以后趨于平緩。

        圖1 建模成功大鼠影像學(xué)及病理學(xué)表現(xiàn)

        表1 不同溫度和作用時(shí)間下各組毀損灶最大直徑(單位:mm)

        表2 不同溫度和作用時(shí)間下各組腦水含量表(單位:g)

        3 討論

        目前,膠質(zhì)瘤的治療仍以手術(shù)治療為主,但由于腫瘤呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng),與腦組織無明確分界,難以徹底切除,術(shù)后進(jìn)行放射治療、化學(xué)治療、免疫治療極為必要,但各種療法均難以達(dá)到根治目的,這已成為神經(jīng)科學(xué)最富挑戰(zhàn)性又亟待解決的問題[1]。

        利用射頻治療腫瘤是腫瘤局部透熱治療的一種,以影像學(xué)引導(dǎo)或直接將電極針導(dǎo)入腫瘤組織,通過射頻在電極針周圍產(chǎn)生極性分子震蕩而發(fā)熱,從而使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性、細(xì)胞膜脂質(zhì)雙層溶解,產(chǎn)生細(xì)胞凝固性壞死,達(dá)到治療腫瘤的目的[2]。腫瘤組織具有微血管發(fā)育不良和其呈缺氧、低營(yíng)養(yǎng)、低pH的特點(diǎn),使瘤細(xì)胞對(duì)熱的耐受性低,比正常細(xì)胞更易被殺傷,對(duì)熱更具有敏感性[3]。

        目前微創(chuàng)射頻熱凝治療腦腫瘤在臨床上已見使用,但仍存在諸如溫度點(diǎn)的選擇、術(shù)后并發(fā)癥防治等問題[4]。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)腫瘤射頻熱凝治療的具體加熱溫度、加熱時(shí)間進(jìn)行大鼠模型研究。對(duì)C6膠質(zhì)瘤模型大鼠分別行44℃,58℃,72℃,86℃ 4個(gè)溫度條件下 50 s、70 s、90 s、110 s、130 s 及 150 s 6 種時(shí)間的射頻加熱。結(jié)果表明:各組毀損灶直徑隨熱療持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)呈增大趨勢(shì),44℃組、58℃組呈持續(xù)增大,72℃組、86℃組在90 s以后增長(zhǎng)趨于平緩。且同一熱療時(shí)間下,各組間腦水含量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。腦水含量隨熱療持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)呈增加趨勢(shì),90 s以后各組均增加較劇烈,130 s以后趨于平緩。因此認(rèn)為,(1)腦水腫的發(fā)生與熱療持續(xù)時(shí)間關(guān)系密切,而與溫度改變關(guān)系不大。(2)要獲得最佳熱療效果同時(shí)盡量減少腦水腫發(fā)生,建議提高熱療溫度而減少熱療持續(xù)時(shí)間。

        射頻熱凝療法增加了腦轉(zhuǎn)移瘤和腦膠質(zhì)瘤治療的方法,該療法創(chuàng)傷小,療效確切。但是,射頻熱凝療法治療腦轉(zhuǎn)移瘤和腦膠質(zhì)瘤仍有并發(fā)腦水腫等許多不足之處,需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)加以改進(jìn)。對(duì)此我們還將進(jìn)一步深入研究,以逐步探求人腦膠質(zhì)瘤及轉(zhuǎn)移瘤射頻熱凝的最佳作用溫度及作用時(shí)間。以便術(shù)者盡可能排除影響手術(shù)安全的因素,保證手術(shù)質(zhì)量,減少手術(shù)并發(fā)癥。

        [1] 周洪語,羅其中,沈建康.惡性腦腫瘤治療新進(jìn)展[J].中華神經(jīng)外科雜志,2001,17(5):332-334.

        [2] 張智堅(jiān),吳孟超,陳漢,等.經(jīng)皮肝穿刺射頻熱凝治療肝臟腫瘤[J].中華外科雜志,2001,39(10):749-752.

        [3] Gerweck LE.Modification of cell lethality at elevated temperatures:the pH effect[J].Radiat Res,1977,70(1):224-235.

        [4] 王東成,李廣玉,侯寬省,等.微創(chuàng)射頻熱凝治療腦轉(zhuǎn)移瘤和腦膠質(zhì)瘤6例分析[J].臨床醫(yī)學(xué),2004,24(11):34-35.

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