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第一部分3-溴丙酮酸温敏纳米凝胶体系制备及相关性能检测 目的:研究3-溴丙酮酸(3-BP)对新型温敏纳米凝胶(PIB)的相变及其它相关性能影响,探索制备适用于体内栓塞剂的3-溴丙酮酸温敏纳米凝胶(3-BP-PIB)的方法。 方法:在新型的空白温敏纳米凝胶(聚异丙基丙烯酰胺)(PIB)分散体的力学性能已知前提下,现将不同浓度(25mg/mL、50mg/mL、75mg/mL、100mg/mL、125mg/mL)的3-BP与PIB室温下进行互混,通过透射电子显微镜(TEM)分析3-BP-PIB的微观形态和大小,用瓶倒转法研究3-BP对 PIB相转变温度的影响,并通过体外升温实验观察3-BP-PIB体系弹性模量、粘性模量及剪切变稀能力的流学性能变化。 结果:TEM显示当3-BP浓度为25mg/mL时3-BP-PIB呈完整的球形粒径、均匀分布。流变学研究表明空白PIB在25?35℃具有较低的弹性模量和粘性模量,同时具有较高的剪切速率,流动性能佳。当3-BP浓度为≤25mg/ml时,混合后的3-BP-PIB在4?34℃具有很好的流动性,可在人正常体温附近(33?35℃)发生溶胶-凝胶相位转变,随着3-BP浓度的增加,从流变学检测中得出3-BP-PIB的溶胶-凝胶化相位转变温度逐渐降低(<32℃),弹性模量和粘性模量最小值进一步减低,剪切速率减低。 结论:3-BP-PIB粒径单一、分布均匀,当3-BP浓度为≤25mg/ml时,能在人体温附近(33?35℃)发生相转变,流动性能佳,因此,将温敏纳米凝胶作为3-溴丙酮酸的载体进行药物的靶向输送具有可行性。 第二部分3-溴丙酮酸温敏纳米凝胶介入治疗兔VX2肝癌效果观察 目的:通过实验室检查、CT增强及病理学方法评估3-溴丙酮酸温敏纳米凝胶(3-BP-PIB)经肝动脉介入治疗兔肝VX2肿瘤的效果,并探讨其作为肝癌治疗方法的可行性。 方法:实验一,28只健康日本大耳白兔,肝脏左叶植入 VX2肿瘤组织块建模,将建模成功的荷瘤兔随机分为四组,3-溴丙酮酸灌注组(3-BP组)6只、3-溴丙酮酸温敏纳米凝胶栓塞组(3-BP-PIB组)8只、空白温敏纳米凝胶栓塞组(PIB组)8只及生理盐水对照组(NS组)6只行肝动脉介入治疗,并于灌注或栓塞术前1天及术后3天、7天耳缘静脉抽血行肝功能ALT和AST检查,观察治疗后肝脏功能的变化。各时间点抽血完成后行CT增强扫描,测量介入治疗前后各组肿瘤体积变化并计算肿瘤体积增长率。于介入术后7天,处死所有存活瘤兔,取肿瘤边缘组织行HE及Masson染色,观察肿瘤形态学表现,计算肿瘤坏死率及坏死分级,同时对比评估其治疗效果。 实验二,60只健康日本大耳白兔,建模方式及实验步骤同实验一,将建模成功的荷瘤兔随机分为四组:A组3-溴丙酮酸温敏纳米凝胶(3-BP-PIB)组,n=15只;B组空白温敏纳米凝胶(PIB)组,n=15只;C组经典阿霉素碘油(DOX-DY)组,n=15只;D组生理盐水(NS)组,n=15只。于栓塞术前1天、术后3天、7天及14天抽血检测肝功能(ALT、AST),CT增强扫描并测量栓塞治疗前后的肿瘤体积及计算肿瘤增长率,术后3天、7天每组各处死2只瘤兔,术后14天处死所有存活瘤兔,观察肿瘤大体病体标本并计算栓塞术后14天肿瘤坏死率。实验二的检测内容及方法同实验一。 结果:实验一1)肝功能结果:介入术前,各组荷瘤兔肝功能(ALT和AST)无显著统计学差异(P>0.05);介入术后3天,3-BP-PIB栓塞组肝功能升高,与NS灌注组有显著统计学意义(P<0.05);介入术后7天,各灌注组及栓塞组肝功能无显著统计学差异(P>0.05)。 2)肿瘤体积及肿瘤体积增长率:介入术前和术后3天,各组荷瘤兔肿瘤体积无显著统计学差异(P>0.05);介入术后7天,3-BP灌注组和NS灌注组肿瘤体积大小无明显差异,两组间的肿瘤增长率(TGR)也无显著统计学差异(P>0.05)。3-BP-PIB栓塞组肿瘤增长率较空白PIB栓塞组肿瘤增长率小,两组间肿瘤体积及TGR的差异无显著统计学意义(P>0.05)。3-BP-PIB栓塞组和PIB栓塞组肿瘤增长率均与3-BP灌注组和NS灌注组有显著统计学差异(P<0.05)。 3)病理改变:介入治疗后7天,CT增强扫描所见的环形强化灶在病理切片上为存活肿瘤细胞。3-BP-PIB组肿瘤坏死率明显高于其它三组,与3-BP组、PIB组及NS组肿瘤坏死率均有明显统计学意义(P<0.05)。 实验二1)肝功能结果:栓塞术后7天,三个栓塞组肝功能逐渐恢复,各组间肝功能(ALT和AST)的差异无明显统计学意义(P>0.05);栓塞术后14天,3-BP-PIB组和PIB组肝功能(ALT和AST)恢复接近术前,3-BP-PIB组和PIB组之间肝功能无明显统计学差异(P>0.05);DOX-DY组肝功能有恶化趋势,其分别与3-BP-PIB组和PIB组的差异有统计学意义(P<0.05)。NS对照组7天及14天肝功能呈持续性下降的趋势。 2)肿瘤体积及肿瘤体积增长率:栓塞术后7天,NS组与三个栓塞组在肿瘤体积大小上的差异有统计学意义(P<0.05),但3-BP-PIB组、PIB组、DOX-DY组之间肿瘤体积的大小无显著统计学差异(P>0.05);栓塞术后14天,NS组的肿瘤体积最大,其次为PIB组,DOX-DY组的肿瘤体积第三,3-BP-PIB组的肿瘤体积最小。NS组的肿瘤体积与其他三组的差异有显著统计学意义(P<0.05)。3-BP-PIB组与 PIB组的肿瘤体积差异有显著统计学意义(P<0.05),3-BP-PIB与 DOX-DY组肿瘤体积差异无统计学意义(P>0.05)。各组肿瘤体积增长率的结果与体积的结果一致。 3)肿瘤坏死率:栓塞术后14天,3-BP-PIB组及DOX-DY组肿瘤坏死明显,坏死率升高,3-BP-PIB及DOX-DY组肿瘤坏死率均与PIB组肿瘤坏死率差异有统计学意义(P<0.05),3-BP-PIB与DOX-DY组肿瘤坏死率差异无显著统计学意义(P>0.05)。 结论:3-BP-PIB经肝动脉栓塞化疗可有效抑制肿瘤的增长,较3-BP灌注化疗和空白PIB栓塞治疗肝癌效果佳;与经典 DOX-DY相比,3-BP-PIB抑制肿瘤生长的效果与 DOX-DY相当,且对肝脏毒性小;因此,3-BP-PIB有望成为一种新的肝癌治疗药物。 第三部分 CT灌注成像对3-BP-PIB栓塞治疗兔VX2肝癌的疗效评估 目的:通过CT灌注成像评价兔肝VX2肿瘤经3-溴丙酮酸型温敏纳米凝胶(3-BP-PIB)栓塞后的治疗效果,并联合病理学方法评估CT灌注成像评价栓塞治疗疗效的可行性。方法:实验动物60只,实验分组及实验方法同第二部分实验二。术前1天、术后3天、7天、14行CT灌注扫描,检查完成后观察栓塞前后肿瘤形态学变化,并测量肿瘤兴趣区肝动脉血流量(AF)、门静脉血流量(PF)及灌注指数(PI),栓塞前后各组肿瘤体积变化肿瘤体积增长率(TGR)同第二部分实验二,病理检查的方法同第二部分实验二,同时取栓塞术后14天CT灌注检查时图像显示肿瘤内无血流灌注区,高血流灌注区的组织行HE及Masson染色,观察组织病理学改变。 结果:1)栓塞术前,各组肿瘤肝动脉血流量(AF)无明显统计学差别(P>0.05);栓塞治疗后,各栓塞组动脉血流明显受到限制,血流量明显减小,栓塞术后3天,NS组与其它三组间的AF值差异均有统计学意义(P<0.05);栓塞术后7天,PIB组的AF值略有升高,PIB组及NS组均与其它三组间的肿瘤AF值差异有显著统计学意义(P<0.05);栓塞术后14天,3-BP-PIB组与DOX-DY组的肿瘤AF值差异无显著统计学意义(P>0.05),余各组间的AF值差异均有统计学差异。 2)栓塞术前,各组肿瘤门静脉血流量(PF)基本相同,四组间的PF值差异无显著统计学意义(P>0.05);栓塞治疗后,各栓塞组门脉血流量未受到明显限制,栓塞术后3天,四组间的PF值差异无显著统计学意义(P>0.05);栓塞术后7天,PIB组门脉血流量增加,PIB组及NS组均与其它三组间的肿瘤PF值差异有显著统计学意义(P<0.05);栓塞术后14天,四组的肿瘤PF值均有显著的统计学差异(P<0.05)。 3)栓塞术前肿瘤主要由动脉供血,术后肿瘤血液供应重新分配,不同治疗方法血液供应分配程度不同,栓塞术后3天,各栓塞组动脉血流量减少,主要由门脉供血,空白对照组仍为动脉供血,NS组均与其它三组间的肿瘤 PI值差异有显著统计学意义(P<0.05);栓塞术后7天,随着PIB组动脉血流量的增加,其相应的PI值也升高,PIB组及NS组均与其它三组间的肿瘤PF值差异有显著统计学意义(P<0.05);栓塞术后14天,PIB组及NS组均与其它三组间的肿瘤PF值差异有显著统计学意义(P<0.05)。 4)肿瘤体积及肿瘤体积增长率同第二部分实验二。 5)病理结果显示,肿块边缘高灌注的区域见存活的肿瘤细胞;低血流灌注部位病理示肿瘤细胞坏死;其CT显示肿瘤血流高灌注与病理切片上大量残存肿瘤细胞结果相一致,CT显示肿瘤血流低灌注与病理上肿瘤细胞坏死的结果一致。 结论:CT灌注成像从形态学和血流动力学上显示3-BP-PIB栓塞治疗与DOX-DY栓塞治疗兔肝VX2肿瘤效果相当,均可明显抑制肿瘤生长,降低肿瘤动脉血流量。且CT灌注血流动力学结果与病理学检查结果相一致。CT灌注成像可以有效的评价3-BP-PIB栓塞治疗VX2肿瘤的效果。