超聲可視Fe3O4-磷酸鈣水泥磁熱消融腫瘤.pdf

1、第一部分注射性Fe3O4/磷酸鈣水泥的制備及體外熱效能研究
　　目的：設(shè)計(jì)一種安全的、可注射的、可降解的Fe3O4/磷酸鈣水泥，即MCPC(magnetic calcium phosphate cement:磁性磷酸鈣水泥)并研究其體外熱效能。
　　方法：制作MCPC，測定MCPC的微觀形態(tài)、抗?jié)⑸⑿?CPC與PEG對 Fe3O4的限定能力,以及 MCPC的可注射性、可降解性和固化放熱。之后，制作3種鐵含量、3種重量（包括1

2、0％的0.19 g、10%的0.36g、10%的0.54g、5%的0.54g、0%的0.54g、10%降解后的0.54g）的MCPC，置于一個凝膠模塊上方的圓柱小孔內(nèi)，充入PBS，在自制交變磁場作用下300s，通過紅外成像儀監(jiān)測PBS表面最高溫度的變化來評估MCPC的產(chǎn)熱性能。最后，選產(chǎn)熱效率最高的含鐵量為10%的包括3種重量（分別為：0.19g、0.36g、0.54g）的MCPC植入一長條狀牛肝塊的一端，在同一個交變磁場下作用300s

3、，用紅外成像儀監(jiān)測牛肝表面最高溫度變化進(jìn)一步評估MCPC的產(chǎn)熱性能，另取300s時間點(diǎn)時紅外熱圖像，分析牛肝表面最高溫度及距離這個溫度點(diǎn)0 cm、1 cm、2 cm、3cm溫度的變化趨勢。
　　結(jié)果：磷酸鈣基質(zhì)疏松多孔，F(xiàn)e3O4納米粒均勻分布其中；能抗?jié)⑸⒌腗CPC最高鐵含量為10%；在交變磁場持續(xù)作用過程中，PBS受熱，CPC+Fe組的Fe3O4納米粒（含量10%）不隨PBS的沸騰溢出凝膠模型之外，而PEG+Fe組的Fe3O4

4、納米粒隨沸騰的PBS大量溢出凝膠模型之外；注射性與鐵含量正相關(guān)，10%的 MCPC可注射百分比為90.67±1.53%；降解性隨著鐵含量增加而增加，68天以后，重5g的不含鐵MCPC，以及含5%和10%的MCPC的重量損失率分別為24.23±0.02%、32.62±0.03%、37.38±0.03%；固化過程中產(chǎn)生的熱量很低，10% MCPC的固化放熱量只有1.36±0.14℃；在交變磁場作用下， MCPC能迅速、大量產(chǎn)熱，將PBS和離

5、體牛肝的溫度升高，產(chǎn)生的熱量隨著MCPC的重量、鐵含量和時間的增加而增加；牛肝表面溫度從最高溫度點(diǎn)到周邊溫度能有效的降低。
　　結(jié)論：該實(shí)驗(yàn)通過將 Fe3O4納米粒分散在磷酸鈣水泥基質(zhì)中，設(shè)計(jì)了一種安全的、可注射的、能夠生物降解的材料 Fe3O4/磷酸鈣水泥，即MCPC，在交變磁場作用下，CPC對Fe3O4納米粒的限定能力佳，MCPC的產(chǎn)熱效率高，有望成為一種安全的、高效的、微無創(chuàng)熱消融腫瘤的材料。
　　第二部分超聲可視Fe

6、3O4/磷酸鈣水泥磁熱消融腫瘤的實(shí)驗(yàn)研究
　　目的：制備可注射性Fe3O4/磷酸鈣水泥，通過超聲影像的協(xié)助，研究其在交變磁場作用下對離體牛肝和裸鼠 MB-231人乳腺癌移植瘤的消融效果。
　　方法制作鐵含量為10%的包括3種重量（分別為：0.19g、0.36、0.54g）的MCPC，植入一立方塊離體牛肝，經(jīng)交變磁場作用后，于60s、180s、300s三個時間點(diǎn)，用超聲檢測牛肝的回聲強(qiáng)度變化，然后用直尺測量牛肝的消融直徑，計(jì)算

7、消融體積。待32只裸鼠移植瘤長到1.66±0.52cm3大小，分為四組，除空白對照組，其余三組在超聲引導(dǎo)下，分別局部注入0.36g的空白 CPC(CPC組)和0.36g的10%MCPC(CPC+Fe組)以及含0.036g Fe3O4的PEG（PEG+Fe組）到裸鼠皮下移植瘤內(nèi)。注射完成，待MCPC固化以后，用超聲儀觀察CPC、MCPC、PEG+ Fe四種材料在移植瘤內(nèi)的回聲及分布特點(diǎn)。然后，將所有組別裸鼠在交變磁場作用下180 s，用紅

8、外成像儀監(jiān)測移植瘤表面溫度。磁場作用完成后，用超聲觀察移植瘤形態(tài)及灰度變化。最后，每組犧牲3只裸鼠用于觀察組織病理改變，剩下的5只裸鼠用于觀察移植瘤大體變化趨勢。
　　結(jié)果：超聲影像下可見牛肝消融后回聲強(qiáng)度增加，測得0.36g的10%MCPC在60 s、180 s、300 s時間點(diǎn)對牛肝的消融體積分別為0.2±0.03cm3、1.01±0.07cm3、1.96±0.19cm3。在超聲可視化磁熱消融過程中，MCPC能夠在超聲引導(dǎo)下直

9、接注入移植瘤內(nèi)部，并且在移植瘤內(nèi)分布集中規(guī)則，顯示清楚，呈高回聲，后方伴聲影，固化好以后能夠限定在移植瘤內(nèi)而未見滲漏或彌撒到周圍組織。消融后發(fā)現(xiàn)，相對于其它組，10%的0.36g的CPC+Fe組能將大小為1.66±0.52 cm3的移植瘤在180 s內(nèi)完全消融，消融邊界與周圍正常組織分界清晰，而消融范圍剛好完全覆蓋腫瘤范圍，HE染色后病理切片顯示消融后的腫瘤組織呈凝固性壞死改變，壞死后移植瘤在兩周后脫離荷瘤裸鼠。然而，含0.036g F