不可逆電穿孔(IRE)對(duì)兔跟腱和股骨滅活作用的初步研究.pdf

1、研究背景:骨肉瘤的發(fā)病率在各類腫瘤中不足1％,但在青少年人群中發(fā)病率較高,骨肉瘤對(duì)患病兒童和青少年的生命健康帶來(lái)了極大威脅。惡性骨腫瘤的的治療是一個(gè)綜合的過(guò)程,但通過(guò)手術(shù)完整切除瘤骨、術(shù)后對(duì)骨與關(guān)節(jié)功能進(jìn)行重建是目前比較通行的方式。保肢手術(shù)在近20余年來(lái)發(fā)展迅速,但有時(shí)受到解剖的限制,在血管神經(jīng)束等重要結(jié)構(gòu)處不得不采取界限性分離;現(xiàn)有的保肢技術(shù)包括熱滅活等一些方法,可能會(huì)損傷腫瘤周圍的韌帶和肌腱,造成關(guān)節(jié)失穩(wěn)、活動(dòng)受限,為術(shù)后肢體功能重

2、建帶來(lái)困難。不可逆電穿孔(Irreversible electroporation,IRE)是一種新型的非熱效應(yīng)腫瘤滅活技術(shù),IRE使用特定場(chǎng)強(qiáng)的電脈沖作用于腫瘤組織,破壞了腫瘤組織的微環(huán)境,從而有效的殺傷腫瘤細(xì)胞;同時(shí)因?yàn)镮RE滅活過(guò)程相對(duì)不產(chǎn)熱,從而避免了對(duì)周圍重要組織結(jié)構(gòu)的副損傷,其發(fā)展前景廣闊。
　　研究目的:首先通過(guò)IRE和射頻(Radiofrequency,RF)分別對(duì)正常兔跟腱(Achilles tendon,AT)

3、進(jìn)行滅活,比較兩種方法各自滅活的有效性以及滅活后肌腱組織的再生修復(fù)、生物力學(xué)變化等情況。進(jìn)一步使用IRE滅活兔股骨中下段,確定IRE對(duì)骨組織的有效滅活閾值以及滅活骨段的再生修復(fù)和生物力學(xué)性能改變等情況。
　　研究方法:通過(guò)有限元方法模擬IRE對(duì)正常跟腱、股骨滅活時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度分布;結(jié)合組織病理學(xué)結(jié)果確定IRE對(duì)上述組織的有效滅活閾值;進(jìn)一步通過(guò)常規(guī)切片染色、免疫組織化學(xué)染色、微血管灌注及有效血流面積測(cè)定、X光片檢查、骨密度測(cè)定、熒光

4、物質(zhì)標(biāo)記骨組織礦化情況觀察、跟腱和股骨的力學(xué)性能測(cè)試等實(shí)驗(yàn)方法對(duì) IRE滅活后的跟腱和骨組織的細(xì)胞再生、血運(yùn)重建、生物力學(xué)性能恢復(fù)狀況進(jìn)行評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:一方面,在跟腱滅活實(shí)驗(yàn)中,射頻滅活(Radiofrequency ablation,RFA)引起的熱損傷導(dǎo)致了跟腱組織內(nèi)的蛋白質(zhì)變性,跟腱在損傷后的第三天發(fā)生斷裂,且斷裂組織無(wú)法再生。而IRE方法使用1800V/cm、90個(gè)脈沖數(shù)的參數(shù)組合能夠有效的對(duì)跟腱組織進(jìn)行滅活,滅活后跟腱的膠原

5、纖維框架未受損傷,成纖維細(xì)胞逐漸向滅活區(qū)域爬行替代完成再生修復(fù);盡管在 IRE滅活早期,腱束內(nèi)微血管有效血流量和跟腱生物力學(xué)性能有所下降,但隨著組織修復(fù)再生的逐步完善,二者最終在24周內(nèi)恢復(fù)至正常對(duì)照組水平。另一方面,在股骨滅活實(shí)驗(yàn)中,1800V/cm、120個(gè)脈沖數(shù)的IRE參數(shù)組合能夠?qū)χ邢露喂晒怯行缁?滅活后的骨組織可以再生修復(fù),破骨活動(dòng)和成骨活動(dòng)表現(xiàn)明顯,骨髓腔內(nèi)微血管有效灌注面積和骨的力學(xué)性能先下降,隨著組織再生修復(fù)的完善而逐