低頻率射頻誘導(dǎo)的磁流體熱療治療大鼠移植性皮下瘤的可行性研究.pdf

1、研究背景：
　　 射頻熱療因?qū)ι疃冉M織均勻加熱的特性奠定了其在腫瘤熱療中的重要地位。常用的電容式射頻熱療主要不足是加熱區(qū)域與非加熱區(qū)域邊界模糊，不能進(jìn)行高選擇性加熱，及較嚴(yán)重的脂肪過熱問題，而且加熱治療時(shí)需要達(dá)到較大的功率(1000W～2000W)，限制其在臨床上的應(yīng)用。目前國內(nèi)外的許多物理學(xué)家和工程學(xué)家欲利用工程學(xué)的原理來解決這些問題，但因種種原因收效甚微，難以實(shí)現(xiàn)理想的加熱。突破其技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵是改進(jìn)加熱技術(shù)。
　　

2、 20世紀(jì)60年代，Gilchrist提出磁感應(yīng)熱療概念并證明磁性顆?？梢栽隗w內(nèi)選擇性的沉積并加熱腫瘤組織。這種方法已成為腫瘤熱療新方法的重要研究方向和突破口。
　　 傳統(tǒng)低功率(0～200 W)電容式射頻熱療儀是理療科常用的儀器，屬于溫?zé)岑煼ǎw內(nèi)組織加熱溫度不能達(dá)到腫瘤治療的有效溫度(50℃)，也不能對腫瘤組織進(jìn)行適形化治療。為突破射頻熱療的局限性，課題擬結(jié)合低功率電容式射頻熱療儀溫?zé)岑煼ê痛判约{米顆粒的適形化熱療兩者的優(yōu)勢

3、，通過觀察納米磁流體在低功率射頻電場下的溫升行為，初步探討低功率射頻誘導(dǎo)的磁流體熱療治療大鼠移植性皮下瘤的可行性。
　　 第一部分低功率射頻電場下的磁流體產(chǎn)熱效能研究
　　 目的：觀察低功率射頻電場下磁流體的溫升行為，觀察其不同功率、濃度、劑量和時(shí)間的升溫情況，并對其發(fā)熱機(jī)制進(jìn)行初步分析，為后續(xù)的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)。
　　 方法：觀察不同濃度和不同劑量的磁流體，分別在不同功率的射頻電場作用下的升溫行為。

4、　　 結(jié)果：在90W～150W電場作用下，蒸餾水、牛理鹽水和磁流體(濃度為50-150mg/mL)都可升溫，隨射頻電場和磁流體濃度加大，升溫速度更快，峰值溫度越高。50-150mg/mL濃度配比的磁流體均能夠升溫，但其升溫速率及所能達(dá)劍的最高溫度明顯依賴于磁流體濃度。納米磁流體的升溫速率和溫度與磁流體劑量呈正相關(guān)。
　　 結(jié)論：在90-150W射頻電場作用下，F(xiàn)e3O4磁性納米粒子升溫較快，其溫度明顯高于同等條件下的生理鹽水和

5、蒸餾水。當(dāng)射頻功率為150W時(shí)，0.5-3.0 mL(150 mg/mL)納米磁流體溫度均可超過50℃，甚至達(dá)到70.2℃。納米磁流體的熱效應(yīng)主要取決于四個因素：即射頻電場的功率、磁性納米粒子的濃度、數(shù)量和作用時(shí)間。在射頻電場作用下，納米磁流體的溫度可以達(dá)到治療腫瘤的有效溫度范圍，有望用于腫瘤熱療。
　　 第二部分射頻電場下磁流體在大鼠肌肉組織內(nèi)的產(chǎn)熱效能研究
　　 目的：探討低功率射頻電場下Fe3O4納米磁流體在大鼠正

6、常肌肉組織內(nèi)的升溫性能。
　　 方法：將32只正常的大鼠隨機(jī)分為4組：即磁流體熱療A組(90W)、磁流體熱療B組(110W)、磁流體熱療C組(130W)、磁流體熱療D組(150W)。所有大鼠在右大腿肌肉內(nèi)注射磁流體24h后置于射頻電場下，在預(yù)定功率下加熱30min，觀察磁流體介導(dǎo)射頻熱療的升溫效果。所有大鼠分別于熱療前和熱療后1d取血檢查血常規(guī)及肝腎功能，每組隨機(jī)選取2只大鼠于注射磁流體即時(shí)、注射后1h、24h及熱療后行CT掃描

7、了解磁流體分布。
　　 結(jié)果：磁流體體內(nèi)可在5～10min內(nèi)升至50℃，通過手動調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度可將磁流體區(qū)域控制在相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)50℃±2℃，而其余組織和直腸升溫不超過40℃。CT可清晰地顯示體內(nèi)磁流體局限性的高密度影。熱療前后各組間同時(shí)間點(diǎn)的血常規(guī)、肝腎功能比較均無明顯差異(P>0.05)。
　　 結(jié)論：在射頻熱療作用下，納米磁流體升溫速率隨射頻功率而加快，在大鼠肌肉組織內(nèi)可達(dá)到50.0℃治療作用的溫度，并且能通過調(diào)節(jié)

8、輸出較好控溫。在大鼠體內(nèi)，磁流體具有較好的生物相容性，沒有嚴(yán)重的毒副作用。
　　 第三部分 Wistar大鼠Walket-256移植性皮下瘤模型的建立
　　 目的：建立Wistar大鼠Walker-256皮下瘤模型，為該模型的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 方法：采用腹水瘤法將含Walker-256腫瘤細(xì)胞的Wistar大鼠腹水接種于大鼠右大腿外側(cè)，建立Wistar大鼠Walker-256腫瘤模型。分別于接種后8d、1

9、4d、21d及28d，用游標(biāo)卡尺、超聲及MRI檢查比較三種方法對腫瘤檢測率的敏感性及腫瘤體積的評判，每次檢查后隨機(jī)處死2只荷瘤鼠，測量腫瘤的實(shí)際大小取標(biāo)本進(jìn)行病理學(xué)鑒定，并與超聲、MRI結(jié)果進(jìn)行對照。
　　 結(jié)果：Wistar大鼠Walker-256皮下瘤種植成功率為95.56％，模型鼠生存期為32.15±1.26天，且該法建立的腫瘤大小較一致，同期間比較無顯著性差異(P>0.05)。超聲、MRI與實(shí)際測得腫瘤的體積比較差異無顯

10、著性(P>0.05)，三者具有很好的一致性。
　　 結(jié)論：Walker-256細(xì)胞原位移植Wistar大鼠建立腫瘤模型方法簡單、重復(fù)性好、實(shí)驗(yàn)周期短、成功率高，且價(jià)格低廉，是研究腫瘤的理想動物模型。超聲和MRI能有效的監(jiān)測腫瘤大小及其變化。
　　 第四部分低功率射頻誘導(dǎo)的磁流體熱療治療大鼠移植性皮下瘤的可行性研究
　　 目的：初步探討低功率射頻誘導(dǎo)的磁流體產(chǎn)熱治療大鼠移植性皮下瘤的可行性。
　　 方法：將

11、接種7～9天的荷瘤鼠隨機(jī)分為5組：即假治療對照組(PT組)、生理鹽水組(NS組)、磁流體對照組(MF組)、磁流體熱療Ⅰ組(MFH1組)、磁流體熱療Ⅱ組(MFH2組)。MFH1組在直接瘤內(nèi)注射磁流體24h后在射頻電場下加熱30min，MFH2組在72h后重復(fù)加熱一次。比較各組腫瘤體積的大小、腫瘤體積抑制率、生存期和血清IL-2、IL-10的含量。
　　 結(jié)果：MFH2組治療后的第1-4周的腫瘤體積抑制率分別為40.82％、72.3

12、2％、60.41％、70.26％；MFH1組的分別為32.46％、50.62％、48.86％、39.35％。與對照組相比，MFH1組和MFH2組均能抑制腫瘤的生長(P<0.05)。與MFH1組比較，MFH2組抑瘤作用更顯著，有28.57％的腫瘤消退率(P<0.05)。MFH1組和MFH2組的生存期分別為43.10±1.57d、52.64±2.28d，比對照組的32.15±1.26d明顯延長(P<0.05)。MFH2組與MFH1組的生存期