研究背景和目的随着人民生活水平的不断提高,胃肠道恶性肿瘤已成为严重威胁人类健康的主要疾病之一,发病率及死亡率均较高,并且有年轻化的趋势。目前对胃肠道恶性肿瘤的治疗仍是以外科手术为主的综合治疗,从Billroth医生第一例胃大部切除至今已有120年余,胃肠道肿瘤外科已从只重视切除肿瘤到以切除原发肿瘤及受侵器官、彻底清除区域淋巴结及杀灭腹腔脱落癌细胞的外科治疗；从单一的手术进入以围手术期治疗加规范化手术的新的治疗模式中来。但患者白就医被发现胃肠道恶性肿瘤时大多已处于进展晚期,经过根治术后仍约有半数病人5年内出现局部复发和／或远处转移。腹腔内游离癌细胞(free cancer cell,FCC)和不能完全手术切除的微小癌灶的存在是造成胃肠道恶性肿瘤术后腹腔内复发和／或远处转移的主要因素,成为影响长期生存率的直接原因。国内外学者为此进行了不懈的努力,包括术前的动脉灌注化疗、术中肠腔内化疗、术前放化疗相结合、围手术期的辅助化疗等。近年来腹腔化疗(intraperitoneal chemotherapy,IPC)特别是腹腔内温热灌注化疗(continuous hyperthermic peritoneal perfusion chemotherapy, CHPPC)因其独特的药代动力学特征及其他基础特点而备受重视。研究表明腹腔化疗可以有效的预防和治疗胃肠道恶性肿瘤术后手术区域、腹膜及肝脏的复发,并且大样本病例研究发现胃肠道恶性肿瘤术后复发最常见的解剖部位是手术区域、腹主动脉旁淋巴结、腹膜表面、盆底和卵巢等,术后最常见的转移部位是肝脏。由于“腹腔-血浆屏障”的存在,腹腔内化疗的药物浓度可以为血管内给药浓度的数倍乃至数十倍,在腹腔内提供了恒定持久的高浓度,大大加强了抗肿瘤药物的作用,相关的文献报道指出,腹腔内化疗特别是腹腔内温热灌注化疗能对3-5mm的肿瘤结节具有疗效。腹腔镜在胃肠道肿瘤治疗中的应用是近年来开展的一项新技术,自Jacob等最早报道了应用腹腔镜行结直肠手术以来,国内外在此领域的报道日益增多,形成了胃肠道肿瘤外科的一种发展趋势。腹腔镜手术需要建立气腹以显露术野,气腹的涡流作用可将腹腔脱落的癌细胞播散开来,从而造成戳孔及腹膜的种植转移,并且早在1978年,Dobronnate等首次提出恶性肿瘤的C02气腹腹腔镜手术会造成恶性肿瘤细胞的扩散及转移。因此如何采取合理的治疗措施来防止腹腔镜胃肠道恶性肿瘤手术后腹腔内复发和／或远处转移对改善患者的预后和生存率具有极其重要的意义。本课题运用自行研制的气雾化疗仪将5-Fu气雾化后,对动物腹腔实行灌注,研究在活体动物体内气雾状态下的5-Fu在血液及组织中的分布规律,建立药代动力学数学模型,为其临床开发与应用提供实验室依据和理论基础。目的1、研制出可将液态5-Fu雾化成气态的动物实验气雾化疗仪,且不改变化疗药物的化学性质。2、建立色谱分析条件及5-Fu在腹腔液、门静脉血、下腔静脉血、胃、结肠、肝脏、肾、肺组织中的标准曲线。3、用高效液相色谱法(HPLC)测定腹腔液、门静脉血、下腔静脉血、胃、结肠、肝脏、肾、肺组织中的5-Fu浓度。4、计算药代动力学参数,并绘制出平均药时浓度拟合曲线。方法1、腹腔镜手术需要建立气腹以显露术野,CO2气体对机体理化、免疫和分子生物学方面的影响使得腹腔游离癌细胞更易于脱落种植于腹腔。因此我们设想可否通过将雾化的化疗药物注入腹腔以达到杀灭游离癌细胞的作用,既符合传统腹腔化疗的原理,又可更广泛的接触腹膜,并边手术边化疗,简化治疗过程。根据此设想我们设计并研制了可与气腹机相连接的简易超声气雾化疗仪。2、由南方医科大学南方医院实验动物中心提供清洁级实验Sprague-Dawley(SD)大鼠,体重200-300g,共30只,雌雄各半,随机分为1h、3 h、6 h、12h、18h、24 h时间点组,每一时间点随机分给5只。3、通过乙醚吸入性麻醉后,将大鼠固定于手术操作台上,并内置有乙醚棉球的50ml注射器追加麻醉(针孔固定于大鼠鼻孔处)。腹腔穿刺针分别置入大鼠左、右下腹,左下腹穿刺处连接气雾化疗仪,利用STROZ气雾机维持气腹压约8mmHg,气体流量约5L／min,右下腹导管置于水面以下。待5-Fu(0.1ml/g)气雾灌注结束后,每组分别在1h、3h、6h、12h、18h、24h采用腹正中切口剖腹取腹腔液、门静脉和下腔静脉血样各2ml,依次取出肝、胃、结肠、肾、肺组织备测5-Fu浓度。4、建立色谱分析条件及5-Fu在腹腔液、门静脉血、下腔静脉血、胃、结肠、肝脏、肾、肺组织中的标准曲线。5、所取样品经预处理后,用高效液相色谱法测定其中5-Fu浓度。6、计算药代动力学参数,并绘制出平均药时浓度曲线。7、5-Fu浓度一时间数据用Drug and Statistics (DAS)2.0软件智能化计算,以确定合适的模型、权重选择,依据程序自动运算后给出的参数选择最佳拟合条件,不同组织及体液中5-Fu分布的最佳房室、非房室模型及其相应的药代动力学参数；用DAS 2.0软件绘制出各组织及体液中5-Fu平均药时拟和曲线,若数据过少,该软件不能拟和时,则用OriginPro 7.5绘制出5-Fu浓度随时间变化趋势图。结果1、腹腔液、门静脉及下腔静脉血,结肠、胃、肝、肾及肺脏组织中的药物浓度峰值均出现在1h组,均随时间推移药物浓度呈递减趋势；腹腔液中的药物浓度在1h组中达到峰值(259.7730ug／ml)；门静脉(PV)血中药物浓度较高,在1h组中其浓度(7.4933ug／ml)是下腔静脉(ICV)血(5.5930ug/ml)的约1.3倍；组织中肾中浓度最高,1h组浓度为(2.4030ug/ml),肺、胃浓度次之,结肠、肝组织中浓度依次最低。2、在排除生物样品杂质干扰的色谱条件下,得5-Fu血浆标准曲线为c=26.2180A/Ais-0.09966,r=0.9998,线性范围：0.001μg／ml-10μg/ml.得5-Fu腹腔液标准曲线为①c=28.4286A/Ais-2.2667,r=0.9988,线性范围：0.001μg/ml-50μg/ml；②c=65.4911A/Ais-58.7932,r=0.9989,线性范围：50μg/ml-2000μg/ml.得5-Fu胃组织标准曲线为c29.0487A/Ais-3.2353,r=0.9991,线性范围：0.001μg/ml-50μg/ml.得5-Fu结肠组织标准曲线为c=24.9276A／Ais-1.2175,r=0.9997,线性范围：0.001μg/ml-50μg/ml.得5-Fu肝脏组织标准曲线为c=25.4524A/Ais-0.0135,r=0.9999,线性范围：0.001μg/ml-50μg/ml.得5-Fu肾组织标准曲线为c=25.7613A/Ais-0.3486,r=0.9994,线性范围：0.001μg/ml-50μg/ml.得5-Fu肺组织标准曲线为c=28.1921A/Ais-0.2214,r=0.9998,线性范围：0.001μg/ml-50μg/ml.3、得出不同组织及体液中5-Fu分布的最佳房室、非房室模型及其相应的药代动力学参数,并绘制出平均药时拟合浓度曲线。结论1、本课题从腹腔镜气腹的角度研究腹腔化疗,将化疗药物气雾化后行动物腹腔内灌注,研究其药代动力学,并建立其药代动力学数学模型,使腹腔气雾化疗有望成为腹腔镜手术围手术期腹腔化疗的新的治疗模式,在提供治疗胃肠道恶性肿瘤乃至整个腹腔恶性肿瘤的腹腔内复发和／或远处转移方面具有一定的应用前景。2、本研究建立的测定SD大鼠血浆、腹腔液及主要脏器组织中5-Fu含量的高效液相色谱法,血清和组织中杂质峰不干扰5-Fu的测定；提取回收率较高、敏感度高、特异性强,预处理简单省时,适于研究5-Fu药代动力学。