重慶醫(yī)科大學(xué)超聲影像學(xué)研究所(400010)徐金順 姚元志 徐芬芬 周黎 王志剛
近年來研究發(fā)現(xiàn),超聲微泡通過增加超聲波的空化效應(yīng)、機械效應(yīng)、熱效應(yīng)等,能明顯擴大HIFU消融范圍并縮短治療時間,從而增強HIFU的治療效果。而對MBs增效MWA的報道卻很少見。因此,本研究通過離體、在體實驗,旨在對自制包裹惰性氣體的脂質(zhì)MBs增強MWA消融腫瘤的療效進行探討。
MBs制備及表征將一定量磷脂酰膽堿(DPPC)、磷脂酰乙醇胺(DSPE)按一定比例溶解于甘油與PBS(1∶9)混合溶液中,37℃恒溫水浴箱內(nèi)水浴30min。全氟丙烷(C3F8)置換空氣后,用YJT-銀汞膠囊調(diào)合器機械振蕩50s,加磷酸鹽緩沖液(PBS)至4ml,制得乳白色的脂質(zhì)包裹氟碳氣體的MBs懸液。將MBs懸液保存在4℃冰箱內(nèi)備用。光鏡觀察MBs的物理性質(zhì),血球計數(shù)板測定其濃度,馬爾文激光粒徑儀檢測其粒徑及電位。
1.1 實驗分組及實驗動物、設(shè)備 實驗分為五組:A組,MWA;B組,MWA+MBs;C組,F(xiàn)lash條件下MWA;D組,F(xiàn)lash條件下MWA+MBs;E組,F(xiàn)lash條件下MWA+磷酸鹽緩沖液。
將新鮮離體牛肝組織切成塊狀、浸泡在生理鹽水中,復(fù)溫脫氣30min后待用。純種新西蘭大白兔30只,體重2.0~2.5kg,隨機分成5組,每組6只。實驗前24h禁食并用8%硫化鈉脫去中上腹部體毛。
微波消融治療系統(tǒng)(南京億高微波系統(tǒng)工程有限公司),工作頻率2450MHz,水循環(huán)冷卻天線ECO-100A(長度15cm,直徑18G)。Esaote MyLab 90彩色多普勒超聲診斷儀(意大利百勝公司),LA523型線陣探頭,頻率4.0~13.0MHz。
1.2 統(tǒng)計學(xué)>方法 采用IBM SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析,各計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±S)表示,多組均數(shù)間比較采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 MBs理化性質(zhì) MBs表面光滑、規(guī)整、分布均勻,無明顯聚集現(xiàn)象,平均粒徑為(1.08±0.57)μm,Zata電位(-0.07±5.74)mV,濃度約為7.65×108個/ml。
2.2 各組靶區(qū)灰度值、灰度面積比較 離體牛肝實驗中,使用同樣的消融參數(shù),造影模式觀察A組、B組回聲強度無明顯增強,C組、D組、E組均明顯增強,D組增強最顯著。對各組灰度變化進行比較(見附表):A組與B組無明顯差異(P>0.05),C組大于A、B組(P<0.05),C組與E組無明顯差異(P>0.05),D組大于C、E組(P<0.05)。在體兔肝實驗結(jié)果與此一致,說明高機械指數(shù)的Flash鍵爆破MBs產(chǎn)生了明顯的空化效應(yīng),并增強了超聲顯像。
2.3 消融壞死體積比較 離體牛肝消融結(jié)束后,各組壞死邊界清晰、規(guī)整,均呈橢圓形。比較各組凝固性壞死體積(見附表):A組與B組無明顯差異(P>0.05),C組大于A、B組(P<0.001),C組與E組無明顯差異(P>0.05),D組大于C、E組(P<0.001)。在體兔肝實驗結(jié)果與此一致說明局部注射的MBs造影劑在Flash條件下能明顯增加MWA的治療范圍。
對于消融較大的腫瘤,如何提高完全消融率,減少術(shù)后殘留和復(fù)發(fā),是目前臨床迫切關(guān)注的關(guān)鍵問題之一。
本次研究將MBs與MWA聯(lián)合,在高機械指數(shù)的超聲輻照作用下,D組的治療效果明顯優(yōu)于單純的MWA組(A組),而對于沒有使用超聲輻照的B組,其治療效果與A組沒有明顯差別。證明單純MBs并不能增強MWA的治療效果。然而D組的治療效果明顯增強,說明這一增效作用的產(chǎn)生應(yīng)該與超聲輻照MBs的作用有關(guān)。由于超聲MBs以磷脂為外殼,內(nèi)部包裹C3F8惰性氣體,具有良好的彈性和生物相容性。在高功率、高機械指數(shù)的超聲波作用下,MBs呈非線性膨脹、塌縮,交替往復(fù),直至最后破裂。作為外源性空化核,不僅降低了空化效應(yīng)的閾值,增加了靶區(qū)能量的沉積;而且爆破的MBs還能產(chǎn)生高速的微射流和較強的沖擊波,造成細胞不可逆性損傷。雖然初步研究取得了較好的實驗結(jié)果,但尚有不足之處。
附表 離體牛肝實驗組間比較(±S)
附表 離體牛肝實驗組間比較(±S)
注:與B組比較,▲P>0.05;與A、B組比較,■P<0.05;與E組比較●P>0.05;與C、E組比較,★P<0.05。
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本次實驗只在超聲影像和大體觀察兩個層面進行體外、體內(nèi)的研究,在接下來的研究工作中將進行微觀層面的病理組織學(xué)檢查,以進一步探討超聲輻照聯(lián)合MBs造影劑對MWA的增效作用。此外,關(guān)于這
一增效作用機制的方面深入研究,也有待進一步探討。
綜上所述,本研究初步證明了自制的MBs造影劑在超聲輻照下能夠增加局部組織能量沉積,增加MWA的治療效果,為下一步實驗打下基礎(chǔ)。但具體增效機制有待進一步探討。