陡脉冲电场生物学效应及对在体肿瘤最佳治疗剂量的实验研究

论文摘要

陡脉冲(Steep pulsed,SP)可使肿瘤细胞膜发生不可逆性电击穿导致细胞死亡而达到治疗肿瘤的目的,引起了人们的广泛注意,表现出良好的发展前景。目前已在细胞实验和离体实验中证明了陡脉冲杀伤肿瘤细胞、破坏肿瘤组织的可行性。本实验用陡脉冲处理在体肿瘤,探讨陡脉冲电场的生物学效应,探索治疗恶性肿瘤的量效关系以及最佳组合参数,为临床实验提供理论依据。分为以下两个部分:第一部分陡脉冲电场生物学效应的实验研究目的探讨脉冲作用前后动物模型治疗区域温度变化,分析热效应在陡脉冲致组织损伤中的作用;观察陡脉冲作用后,肿瘤组织病理学及超微结构改变。材料与方法建立兔肝VX2肿瘤模型30只。将瘤兔随机分为5组,每组6只,根据施加电压不同分为500V、600V、700V、800V电压组,分别给予组合脉冲(电压/脉宽/频率)500V/10μs/20Hz,600V/10μs/20Hz,700V/10μs/20Hz,800V/10μs/20Hz处理,并设空白对照组,插入电极而不开通电源,不予脉冲处理。用热电偶温度计探针测定陡脉冲作用前和作用后即刻治疗区域的温度。在600V电压处理组中随机取5只分别于处理后即刻、2h、8h、24h、72 h行安死术,围绕两排电极处取肝标本,包括全部肿瘤组织和周边肉眼所见部分正常肝组织,送光镜检查。在800V处理组中随机取一只于陡脉冲作用结束即刻行安死术,在电极针作用部位的中心取材,送电镜检查。结果用热电偶温度计测量陡脉冲处理前后治疗区域肿瘤组织温度,各组电场覆盖区组织温度升高不明显,处理前平均温度为34.8±2.07℃,处理后平均温度为35.93±2.19℃,陡脉冲作用前后,温度变化无统计学差别(p>0.05)。可见陡脉冲作用下,热效应并非致细胞坏死的主要因素。病理形态观察:空白对照组肿瘤组织呈巢状排列,肿瘤细胞呈圆形、梭形或不规则形,细胞完整,核大浓染,核浆比大,核分裂像多见。处理组肿瘤细胞核碎裂或溶解消失,细胞结构模糊不清,中心可见大片凝固性坏死,散在炎性细胞侵润。偶可见未坏死的肿瘤细胞团,其细胞核大,部分可见核分裂像。电镜观察:空白对照组肿瘤细胞胞膜、核膜完整,微绒毛、核仁结构清晰,仅见胞质内线粒体轻度肿胀,囊泡结构增多,绒毛结构模糊.处理组肿瘤细胞出现较多脂滴,细胞轮廓较模糊,胞质肿胀,张力微丝集聚,出现染色质边集,核固缩、碎裂、溶解,其细胞器严重受损,不能辨认其结构,显示肿瘤细胞受到不可逆性损伤。结论陡脉冲作用下,热效应不足以对组织造成不可逆性损伤,其对组织的损伤是一种非热效应。陡脉冲可致肿瘤细胞发生凝固性坏死,能有效破坏兔肝VX2肿瘤。第二部分陡脉冲治疗在体肿瘤量效关系及最佳剂量的实验研究目的研究陡脉冲致肿瘤组织损伤的量效关系,确定最佳治疗剂量。材料与方法建立兔肝VX2肿瘤模型30只。将瘤兔随机分为5组,每组6只,根据施加电压不同分为500V、600V、700V、800V电压组,分别给予组合脉冲(电压/脉宽/频率)500V/10μs/20Hz,600V/10μs/20Hz,700V/10μs/20Hz,800V/10μs/20Hz处理,并设空白对照组,对照组插入电极而不开通电源,不予脉冲处理。3d后取材,取材时围绕两排电极针处取肝标本,包括全部肿瘤组织和周边部分正常肝组织,将取出的肝组织做TTC染色,测量正常组织坏死体积、坏死肿瘤体积、肿瘤总体积。结果陡脉冲致肝VX2肿瘤组织坏死有明显的量效关系,其坏死体积随电压的升高而增加。同时,随着电压的增大,电极针周围正常组织坏死体积也增大。固定脉宽为10μs、频率为20Hz、脉冲作用时间10min时,电压为700V时肿瘤组织发生明显坏死而电极针所覆盖的正常组织坏死不明显,认为700V为陡脉冲电场致肿瘤组织发生不可逆性电击穿和周围正常组织发生临界电穿孔的最佳治疗剂量。结论肿瘤组织坏死体积与陡脉冲剂量之间有明显的量效关系,其值随着脉冲剂量的增大而增加;固定频率20 Hz,脉宽10μm,作用时间10 min时,700V为陡脉冲治疗兔VX2肿瘤的最佳剂量。

论文目录

• 符号说明
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一部分 陡脉冲电场生物学效应的实验研究
• 1. 材料
• 2. 方法
• 3. 结果
• 4. 讨论
• 5. 小结
• 参考文献
• 图片及说明
• 第二部分 陡脉冲治疗在体肿瘤量效关系及最佳剂量的实验研究
• 1. 材料
• 2. 方法
• 3. 结果
• 4. 讨论
• 5. 小结
• 参考文献
• 图片及说明
• 全文小结
• 文献综述
• 致谢
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