本文關(guān)鍵詞：利用單壁碳納米管聯(lián)合近紅外成像輔助診斷治療腫瘤術(shù)后殘余灶的研究　出處：《南方醫(yī)科大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：研究背景胰腺癌是臨床上具有高度惡性、病情進(jìn)展快、預(yù)后極差的消化道腫瘤,其中胰腺導(dǎo)管腺癌(PDAC)發(fā)病率占胰腺癌的80%。近幾年來,胰腺癌的發(fā)病率呈現(xiàn)上升的趨勢,而胰腺癌的早期臨床癥狀不明顯,并且目前臨床上還沒有既經(jīng)濟又有效的發(fā)現(xiàn)胰腺癌的方法,患者就診時已經(jīng)多處于疾病晚期,所以胰腺癌的主要治療策略應(yīng)該著眼于術(shù)中腫瘤完全切除或者術(shù)后徹底的輔助治療。分子影像學(xué)是新興起的將生物學(xué)與影像學(xué)相融合發(fā)展的一門交叉學(xué)科,分子影像學(xué)的技術(shù)能夠在細(xì)胞、分子水平上觀察生物體組織的分布、代謝以及功能作用,從而幫助臨床醫(yī)生精確定位病灶,以及后續(xù)的相關(guān)治療。分子影像技術(shù)與目前臨床上現(xiàn)有的傳統(tǒng)影像手段相比較,其主要不同在于使用了不同的探針。目前應(yīng)用廣泛的影像學(xué)技術(shù)如X射線、CT和MRI,通常是利用造影劑導(dǎo)致目標(biāo)部位與正常組織密度或者水的含量不同而造成差別,實現(xiàn)目標(biāo)部位的顯像。分子影像技術(shù)是使用一種探針,如分子或納米靶向探針,能夠和特定的靶點穩(wěn)定結(jié)合,從而利用光學(xué)或光聲技術(shù)使得目標(biāo)部位成像。由于分子或者納米探針可以細(xì)化到細(xì)胞水平的成像,感知細(xì)微的變化,所以與傳統(tǒng)的手段相比,分子成像精度高,分辨率高,信倍比較好,在區(qū)分病灶和正常組織方面有更明顯的優(yōu)勢。近紅外熒光成像作為一種安全、無放射性的成像模式,可以利用近紅外成像系統(tǒng)對腫瘤部位進(jìn)行成像,甚至實現(xiàn)微小腫瘤的檢測。并且同其他成像方式相比,近紅外成像迅速快捷。因此,許多研究以近紅外成像的納米探針為基礎(chǔ),利用靶點-靶標(biāo)的結(jié)合,將探針攜帶到腫瘤組織,達(dá)到腫瘤的診斷和治療一體化的目標(biāo)。腫瘤組織的光熱治療是能夠利用納米探針將光能轉(zhuǎn)化為局部熱能,產(chǎn)生高溫殺滅腫瘤細(xì)胞的方法。光熱治療具有創(chuàng)傷小、副作用小、能夠局部應(yīng)用的特點,與傳統(tǒng)的術(shù)后輔助療法相比具有明顯的優(yōu)勢。單壁碳納米管是碳材料中比較穩(wěn)定和應(yīng)用廣泛的光熱材料之一。它能夠最大限度的吸收近紅外光,然后將光能轉(zhuǎn)化成熱能,產(chǎn)生局部高溫,殺死腫瘤細(xì)胞。然而單壁碳納米管在功能化之前毒性比較大,并且不溶于水,也不融于有機溶劑,因此現(xiàn)階段的研究在將單壁碳納米管應(yīng)用于生物領(lǐng)域之前,先將其進(jìn)行表面修飾,減少毒性的同時,也增加了生物相容性,有利于更好的進(jìn)入腫瘤目標(biāo)區(qū)域。在生物近紅外光成像方面,單壁碳納米管可以通過腫瘤的滯留效應(yīng)(EPR效應(yīng))在腫瘤組織中富集,并且在一定波段內(nèi)激發(fā)后成像,在808nm的近紅外波長照射下進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換,達(dá)到光熱治療的目的。Cy5.5是一種花菁類的熒光染料,能夠溶于水,目前被廣泛用于檢測和標(biāo)記蛋白或者某些生物分子。當(dāng)Cy5.5被近紅外波長為678-680 nm激發(fā)以后,能夠釋放出大約為695-700mn波長的近紅外光,并且被近紅外成像系統(tǒng)檢測到,從而可以看到腫瘤所在,有利于最大程度的清除病灶。在前期的研究基礎(chǔ)上,我們利用近紅外熒光分子成像技術(shù),使用Cy5.5熒光染料與單壁碳納米管結(jié)合,對腫瘤進(jìn)行診斷,勾勒出腫瘤的位置及其輪廓。利用單壁碳納米管的光熱轉(zhuǎn)換性能,利用808nm激光照射,產(chǎn)生局部高溫,殺滅腫瘤細(xì)胞,消除術(shù)后殘余灶的同時,也最大程度餓減少正常組織的損傷,達(dá)到治療效果。同時我們在研究過程中不斷調(diào)節(jié)納米探針的濃度、激光照射時間以及激光照射功率,比較診斷和光熱治療效果,以期望達(dá)到最優(yōu)的治療方式方法。術(shù)后密切觀察動物體重、腫瘤大小以及生存時間的變化,從而評估納米探針毒性大小和光熱治療效果。研究目的1、優(yōu)化單壁碳納米管的生物特性,使之生物分散性、相容性達(dá)到最優(yōu);2、單壁碳納米管偶聯(lián)近紅外染料后體內(nèi)分布和代謝特點;3、綜合分析單壁碳納米管偶聯(lián)近紅外染料對光熱治療效果的評估。研究方法1、實驗材料:PEG-WM3500,硝酸,濃硫酸,去離子水,單壁碳納米管,Cy5.5,95%乙醇。2、生物材料:PDAC細(xì)胞系Panc-1,乳腺癌細(xì)胞系MCF-7,細(xì)胞培養(yǎng)液,Balb/c裸鼠,75%酒精。3、實驗設(shè)備:紫外可見光吸收光譜儀,IVIS小動物活體成像系統(tǒng),體式熒光顯微鏡,倒置熒光顯微鏡,熱重分析儀,小動物全血分析儀,透射電子顯微鏡,酶標(biāo)儀,熱成像儀,808激光器,小動物麻醉裝置。4、細(xì)胞培養(yǎng)和種植:MCF-7乳腺癌細(xì)胞、Panc-1PDAC細(xì)胞(ATCC)在標(biāo)準(zhǔn)條件下培養(yǎng)。Balb/c老鼠從北京維通利華動物中心購買,并按照動物中心飼養(yǎng)要求飼養(yǎng)。裸鼠皮下瘤模型的建立取40只5-6周雌性BALB/C裸鼠,分別抽取含2×106 Panc-1胰腺導(dǎo)管腺癌細(xì)胞、MCF-7乳腺癌細(xì)胞懸液接種于裸鼠腋部皮下,各20只,建立裸鼠皮下PDAC、乳腺癌移植瘤模型。5、探針的生物分布:單壁碳納米管在老鼠體內(nèi)的組織分布是通過IVIS檢測Cy5.5的熒光強度來確定的。將納米探針分別尾靜脈注射到10組老鼠體內(nèi),通過IVIS的實時檢測,觀察腫瘤富集SWNT-Cy5.5最多的時間點,記錄,并選擇此時間點進(jìn)行光熱治療。治療后觀察裸鼠的體重、腫瘤大小、生存時間,以對光熱治療進(jìn)行評估。6、光熱治療:通過探針的生物分布,選擇最佳時間點,利用808nm激光器照射腫瘤,使之產(chǎn)生局部高溫,殺滅腫瘤細(xì)胞。裸鼠皮下的腫瘤大小每隔一天用游標(biāo)卡尺量其長寬,用腫瘤體積=a×b×b/2的方法來計算,其中a為腫瘤的最長徑,b為腫瘤的最短徑。研究結(jié)果靜脈注射了單壁碳納米管耦聯(lián)Cy5.5的探針且經(jīng)過光熱治療的裸鼠,腫瘤消失,并在光熱后兩天結(jié)痂,光熱后15天左右結(jié)痂脫落,沒有復(fù)發(fā)。注射單壁碳納米管耦聯(lián)Cy5.5且沒有進(jìn)行光熱治療的裸鼠腫瘤日漸變大,與注射PBS緩沖液且沒有治療的對照組相比,腫瘤長大的速度較緩慢,但沒有起到治療作用。結(jié)果證明,無論是單獨的近紅外光治療,還是單純注射單壁碳納米管,都不會影響腫瘤的生長,均達(dá)不到良好的治療效果。研究結(jié)論在用光熱治療的方法殺滅腫瘤細(xì)胞時,我們只是使用較低的激光功率就能達(dá)到良好的治療效果,并且在治療的同時還能夠減少對正常組織的傷害,因此,我們猜想,如果實驗中能夠適當(dāng)?shù)卦黾蛹す夤β?適當(dāng)調(diào)節(jié)照射距離等,在保護正常組織的情況下,或.許能夠達(dá)到更好的療效。本課題主要是研究單壁碳納米管光熱殺滅腫瘤細(xì)胞的實驗。我們猜想,首先若在光熱治療時,使得單壁碳納米管載化療藥,一同進(jìn)入腫瘤組織,將局部化療和光熱治療相結(jié)合,可以得到更好的療效。其次,在單壁碳納米管的體內(nèi)代謝方面,進(jìn)一步研究其表面修飾,爭取使其發(fā)揮最好光熱治療效果的通知,減少對其他正常組織的毒性。最后,本課題的關(guān)鍵在于納米探針在腫瘤組織內(nèi)的蓄積量,這是達(dá)到良好光熱治療效果的重點。
[Abstract]:in recent year , that molecular imaging technology is a new method for imaging the target site by using a probe , such as a molecule or a nano - targeting probe , which can be used for imaging the target site by using a near - infrared imaging system . This paper studies the biological properties of single - walled carbon nanotubes by using near - infrared fluorescent molecular imaging technology , which can release the near - infrared light of about 695 - 700mn . The tumor size and survival time of nude mice were determined by IVIS . The results showed that the tumor size and survival time of nude mice were determined by IVIS . Second , in vivo metabolism of single - walled carbon nanotubes , the surface modification is further studied , so that it can exert the best light - heat treatment effect and reduce the toxicity to other normal tissues . Finally , the key of this topic lies in the accumulation of nano - probes in tumor tissues , which is the focus of achieving good photo - heat treatment effect .

【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R730.5;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 Marwan Ghosn;Tony Ibrahim;Tarek Assi;Elie El Rassy;Hampig Raphael Kourie;Joseph Kattan;;Dilemma of first line regimens in metastatic pancreatic adenocarcinoma[J];World Journal of Gastroenterology;2016年46期

2 Milena Ilic;Irena Ilic;;Epidemiology of pancreatic cancer[J];World Journal of Gastroenterology;2016年44期

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本文編號：1436634