硫化銅微粒在消化道腫瘤光熱治療中的應用研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、目的:
  消化道腫瘤呈全球高發(fā)趨勢,威脅人類的健康,造成巨大的社會醫(yī)療經(jīng)濟負擔。目前,早診早治是防治消化道腫瘤的有效方式,結合快速發(fā)展納米探針與分子影像技術實現(xiàn)腫瘤診療一體化,是提高腫瘤檢出率、提高治療效果的有效方法。近年來,光熱治療(Photothermal therapy, PTT)已成為一種腫瘤診療一體化新模式,展現(xiàn)了巨大的轉化醫(yī)學和臨床應用潛力。近期研究表明硫化銅具有高效的光熱轉化效能,同時具有高信噪比的光聲成像對比度,

2、是一種可以實現(xiàn)光聲成像-光熱治療的診療一體化介質。本研究通過離體測定亞微米級硫化銅理化性質、980nm近紅外激光照射CuS顆粒光熱轉化效率評估亞微米級硫化銅光熱效應,通過細胞水平和活體動物水平實驗分析硫化銅光熱治療效果、生物毒性和安全性,為硫化銅的臨床轉化應用探尋新的方向與應用模式,為腫瘤診療一體化探索新的技術。
  方法:
  利用四種不同粒徑范圍的亞微米級硫化銅粉末進行實驗探究。這四種亞微米級CuS粒徑范圍分別約為80-

3、100nm,100-200nm,200-400nm,300-600nm。實驗內容包括亞微米級硫化銅的性質測定、體外細胞實驗以及小動物活體實驗三個部分。
  1、電鏡觀察CuS粒徑范圍,測定不同粒徑CuS光熱轉換性質,觀察濃度梯度以及激光照射時間對光熱轉換溫度的影響;測定CuS微粒光熱穩(wěn)定性,觀察多次照射后光熱轉換效率變化情況。
  2、顯微鏡體外觀察將CuS亞微米顆粒與結腸癌細胞孵育后對活細胞生長的影響,利用CCK-8法觀察

4、四種粒徑、不同濃度的CuS溶液對結腸癌細胞的細胞毒性。用980nm近紅外激光照射含不同濃度CuS顆粒的細胞培養(yǎng)基10min,觀察培養(yǎng)基溫度與CuS濃度梯度、照射時間的關系。利用Annexin V-FITC/PI對近紅外激光照射前后的細胞凋亡情況進行分析,研究CuS光熱效應對的殺傷作用。
  3、利用GFP-Luc SW480結腸癌細胞株制備裸鼠皮下移植瘤,腫瘤長至7mm左右時進行小動物活體實驗,通過小動物活體成像、病理切片等方法觀

5、察瘤體注射CuS顆粒后經(jīng)980nm近紅外激光照射對腫瘤組織的殺滅、消融作用。利用ICP-OES觀察小鼠胃腸道對亞微米級CuS顆粒的吸收情況,并對小鼠胃腸道進行病理檢測觀察亞微米級CuS顆粒對小鼠胃腸道的毒性作用。
  結果:
  1、980nm近紅外激光以0.6W/cm2的功率照射四種不同粒徑范圍的CuS顆粒溶液,溶液溫度隨著照射時間增加而增高、隨著CuS濃度的增加而增高,但粒徑與溫度變化沒有明顯的相關性。
  2、光

6、熱穩(wěn)定性實驗表明反復5次照射后所測CuS溶液升溫程度、升溫速度一致,說明亞微米CuS顆粒具有良好的光熱穩(wěn)定性。
  3、結腸癌細胞培養(yǎng)基中置入各樣本CuS,并經(jīng)980nm近紅外激光照射10min,測溫儀所測得的溫度同樣也會隨著CuS液體濃度的增加而升高,但溫度升高到一定程度后不會繼續(xù)上升。
  4、CCK-8觀察不同濃度CuS溶液對結腸癌細胞生長情況影響時發(fā)現(xiàn),濃度<200ug/ml時,各樣本組的細胞活性率均在80%以上;當

7、濃度為400ug/ml時,四種粒徑硫化銅對HCT116的生長開始產生影響,80-100nmCuS組,100-200nmCuS組,200-400nmCuS組以及300-600nmCuS組的細胞活性率依次為:70.2±1.3%,61.3±2.3%,57.9±2.01%,56.2±2.3%;當濃度達800ug/ml時,細胞活性下降至40%以下,80-100nmCuS組,100-200nmCuS組,200-400nmCuS組以及300-600n

8、mCuS組的細胞活性率依次為:38.9±8.75%、25.7±2.8%,、26.8±5.6%、56.2±3.9%。
  5、利用Annexin V-FITC/PI檢測近紅外激光照射前后細胞凋亡情況發(fā)現(xiàn), CuS+HCT116+激光組與HCT116組、CuS+HCT116組以及HCT116+激光組相比,表現(xiàn)出顯著的腫瘤激光熱殺傷效應(P<0.05)。
  6、小動物活體熒光成像顯示,瘤體注射CuS顆粒后經(jīng)980nm激光照射后移

9、植瘤處熒光信號消失,證明對腫瘤有顯著的殺滅消融效果,而空白對照組和蒸餾水瘤體注射對照組移植瘤處均可見熒光信號。
  7、ICP-OES檢測Cu2+分布結果顯示:糞液、胃組織、小腸組織和結腸組織中Cu2+含量分別占CuS灌胃量的57%、3%、15%和8%,證明亞微米級CuS顆粒通過灌胃方式進入胃腸道,大部分可通過糞便形式排泄出來。胃腸道組織病理檢測證明未見明顯的急性炎癥毒性反應。
  結論:
  1、 CuS微粒具有良好

10、的光熱轉化效率、光熱穩(wěn)定性,具有良好的光熱治療應用價值;
  2、經(jīng)980nm近紅外激光照射不同粒徑、不同濃度硫化銅溶液后,其溫度的變化與濃度和時間有關、與微粒粒徑無關,升溫均可達到42℃以上且溫度升高速度平穩(wěn)、變化幅度小,證明具有安全可靠的臨床應用潛力。
  3、低濃度硫化銅微粒無顯著細胞毒性,經(jīng)近紅外照射后產生光熱效應可以顯著殺滅腫瘤細胞,小動物活體實驗證實對腫瘤組織有良好的消融效果,證明CuS具有很好的光熱治療效果。<

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