恶性脑胶质瘤是最常见的颅内肿瘤,具有复发率高、死亡率高、治愈率低的特点。声动力治疗利用超声波激活组织中的声敏药物产生抗肿瘤效应,是一种非侵入性的癌症治疗方法。目前大多数声动力研究主要针对颅外肿瘤进行治疗,对颅内肿瘤治疗研究较少。针对脑胶质瘤的药物治疗面临的首要瓶颈问题是血脑屏障的存在。血脑屏障是在正常机理下能阻挡有害物质的入侵,维持脑内环境的稳定,但同时也阻碍了绝大部分治疗药物进入脑内从而影响疾病的治疗效果。由于聚焦超声可以将声能聚焦于深部组织,并且联合微泡后能无创可逆地开放血脑屏障,本研究提出采用华卟啉钠(Sinoporphyrin sodium,DVDMS)作为声敏剂,应用低频聚焦超声联合微泡输送声敏剂跨越血脑屏障入脑,增强药物递送后再进行声动力治疗脑胶质瘤的治疗策略。本研究工作首先通过体外实验研究了人源脑胶质瘤细胞U87 MG对声敏剂DVDMS的摄取作用、DVDMS进入细胞的时间规律、声敏剂剂量对摄入作用的影响、声敏剂DVDMS的细胞毒性。结果表明U87 MG细胞在与DVDMS共孵育3 h后摄取量相对明显,并且随着孵育时间的增加摄取量随之增加;在相同孵育时间下,DVDMS浓度越高,细胞对DVDMS的吸收量越高;DVDMS没有明显的细胞毒性,验证了DVDMS作为声敏剂的安全性。其次,得到了一定的超声参数条件:在中心频率为1.013 MHz,声功率为1.7W,30%的占空比,1 Hz脉冲重复频率时,体外治疗后细胞的存活率为36.4%。然后,本研究工作建立了可生物发光的颅内移植人源脑胶质瘤的裸鼠模型,利用超声联合微泡递送DVDMS后,通过对脑内DVDMS的荧光成像发现DVDMS积累量达到了单独给药组的3.43倍,证实了超声联合微泡可以有效增强声敏剂入脑的效果。通过生物发光成像方法对裸鼠颅内的脑肿瘤生长情况进行跟踪监测,结果发现治疗三周后,经过声动力实验组的肿瘤生物发光值显著低于对照组,中位生存时间比对照组增加了27.37%,病理及免疫组化分析结果表明超声联合微泡介导DVDMS入脑胶质瘤的声动力治疗能有效地抑制肿瘤细胞的增殖及促进细胞凋亡。本文创新点如下:华卟啉钠是一种新型抗癌声敏剂,成分单一,结构新颖,水溶性好,暗毒性低,荧光强度以及单线态氧产率明显高于其他种类的声敏剂药物,并具备体内治疗实时成像的应用潜能。目前尚无将其应用于脑胶质瘤的声动力治疗研究。本研究针对脑胶质瘤的声动力治疗,创新性地提出两步法治疗策略:首先采用超声联合微泡的方法将声敏剂递送入脑;然后用相同的超声设备对动物模型进行治疗。通过体外和体内实验探索了该方法的可行性,相关研究结果已发表在Annals of Biomedical Engineering杂志上。