發(fā)布時間：2021-05-28 14:13

　　為了徹底地攻克癌癥,許多新技術(shù)被運用到這個領(lǐng)域,而基于脈沖電場的腫瘤治療方案顯示出了其非熱、無藥參與、高效率等獨特的優(yōu)勢。本文研究了納秒脈沖免疫療法的部分相關(guān)機制,指出該療法的固有缺陷,并據(jù)此發(fā)現(xiàn)了納秒脈沖癌癥免疫療法與微秒脈沖消融術(shù)的互補效應(yīng),主要研究內(nèi)容分為三個部分:全參數(shù)可調(diào)的數(shù)字高壓脈沖系統(tǒng)的研制;高壓納秒脈沖誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡的機制研究;強場微秒/納秒脈沖電場的互補效應(yīng)研究。全參數(shù)可調(diào)的數(shù)字高壓脈沖系統(tǒng)的研制方面,首先通過單細胞有限元模型分析,確定了當(dāng)脈沖寬度在70μs到100μs范圍內(nèi),電場能量主要作用在細胞膜上,可以滿足不可逆電穿孔技術(shù)的要求;當(dāng)脈沖寬度在100 ns到1μs范圍內(nèi),電場能量主要作用在細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)上,可以滿足納秒脈沖誘導(dǎo)技術(shù)的要求;據(jù)此設(shè)計一款納秒脈沖源,其峰值電壓在1 k V以上,脈寬范圍在100 ns-100μs可調(diào)。按照這一要求,使用放電電容的架構(gòu),并引入可變電容陣列和Si C MOSFET陣列,通過模塊化設(shè)計并研制了一款全參數(shù)可調(diào)的數(shù)字高壓納秒脈沖系統(tǒng),其參數(shù)如下:脈沖脈寬可調(diào)范圍為100 ns-100μs,峰值電壓在2 k V,重復(fù)頻率小于1.25... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

脈沖電場作用下的細胞膜的親水微孔模型（可逆電穿孔）[42]

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文6圖1-2電化學(xué)療法的原理簡圖[50]電化學(xué)療法已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于臨床，并且已經(jīng)有了電化學(xué)療法的臨床操作標準建議[57]。電化學(xué)療法的臨床研究始于表層腫瘤治療的研究，第一個報道為1991年，Mir對8個病人在頭頸部位的鱗狀細胞癌的區(qū)域，在以靜脈推注的方法注射的博萊霉素分子的同時，向每個腫瘤部位施加了一定量的電脈沖，使用的脈沖的脈沖數(shù)目為4或8，使用的脈沖的脈寬為100μs，使用的脈沖的峰值電場強度為1.3KV/cm。最終的實驗結(jié)果為臨床完全治愈率約為57%，而且沒有發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)，除了少量病例發(fā)生了的一定程度的肌肉收縮現(xiàn)象[58]。首個電化學(xué)療法臨床病例發(fā)布后，后續(xù)開展了大量的相關(guān)研究，并發(fā)現(xiàn)電化學(xué)療法對于各種惡性表層腫瘤具有很好的療效，而且實施方案安全高效，經(jīng)濟簡單[59-61]。近年來電化學(xué)療法在對深埋腫瘤的治療進行了很多研究探索，部分實驗取得一定的治療效果，但也揭示了該療法的不足與短板。2010年，有一個針對深埋的黑色素瘤的活體動物實驗顯示，電化學(xué)療法對深埋的黑色素瘤有部分療效，該實驗成功驗證了電化學(xué)療法臨床治療深埋腫瘤是有可行性的[62]。后續(xù)臨床研究發(fā)現(xiàn)，電化學(xué)療法可以有效地治療乙狀結(jié)腸癌的肝轉(zhuǎn)移瘤[63]。但在實際臨床應(yīng)用中，脈沖的施加一定不能與患者的心搏出現(xiàn)周期上的同步，盡可能地減小脈沖電場和心臟之間的相互作用[64][65]。由以上來看，電脈沖化療相較由于傳統(tǒng)的化療對正常組織的副作用更孝治療效果更好、并由于所用的藥物明顯減少，可以明顯降低傳統(tǒng)化療的不良反應(yīng)。但是，該療法依然具有化療藥物對身體的毒副作用，同時存在一定的手術(shù)禁忌和適應(yīng)癥限制。

第一章緒論7圖1-3嵌合抗原受體修飾T細胞（CarT）技術(shù)的原理簡圖（CAR轉(zhuǎn)染步驟中可逆電脈沖技術(shù)可以大大提高轉(zhuǎn)染效率）[67]近年來免疫細胞療法在血液癌治療領(lǐng)域發(fā)展很快，其中很重要的一點是可逆電穿孔技術(shù)很好地解決了轉(zhuǎn)染效率問題。免疫細胞包括T細胞、NK細胞等。通過基因技術(shù)或生物技術(shù)改造這些細胞以更好的對抗腫瘤，并據(jù)此發(fā)展出了多種免疫細胞技術(shù)[66]，本文以現(xiàn)在發(fā)展最好的嵌合抗原受體修飾T細胞（CarT）技術(shù)為例。目前學(xué)界一般認為，T細胞是免疫細胞中唯一一種具有可以特異性地抑制腫瘤細胞的能力的。它的作用機制是：首先樹突細胞將抗原提呈給T細胞，從而誘導(dǎo)T細胞特定地分化成輔助T細胞和功能T細胞等，因此，腫瘤抗原特異性T細胞一直是治療癌癥的重要研究目標。CarT技術(shù)是在體外將細胞內(nèi)的活化的分子與靶向特定腫瘤相關(guān)抗原的抗體對應(yīng)的抗原結(jié)合區(qū)偶聯(lián)為一個嵌合蛋白，然后結(jié)合可逆電穿技術(shù)和基因轉(zhuǎn)導(dǎo)技術(shù)，把設(shè)計好的嵌合蛋白轉(zhuǎn)染給擴增后的T細胞。然后將轉(zhuǎn)染過后的T細胞，以特定的方式回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，并據(jù)此可以表達嵌合抗原受體，最后通過特異性免疫靶向地殺死腫瘤細胞，常規(guī)具體操作步驟如下：第一，分離T細胞：利用外周血血細胞分離機，從腫瘤病人血液中分離出單個核細胞，進一步純化T細胞；第二，改造T細胞：基于基因工程技術(shù)，在體外構(gòu)造一個含有嵌合抗原受體的病毒載體，然后將構(gòu)造的載體轉(zhuǎn)染進入T細胞。該病毒可以特異性地識別腫瘤細胞，并激活T細胞，從而最終把T細胞改造成CAR-T細胞，這個過程中的可逆電穿孔技術(shù)起到了關(guān)鍵作用，大大提高轉(zhuǎn)染效率；第三，擴增CAR-T細胞，通過體外培養(yǎng)的方式，大量擴增改造后的CAR-T細胞。該療法所需的細胞數(shù)一般與體重相關(guān)；第四，CAR-T細胞的回輸：最后通過靜脈注射的方式，把擴增到

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]復(fù)合脈沖消融腫瘤致組織介電與阻抗特性動態(tài)變化機理及實驗研究[D]. 趙亞軍.重慶大學(xué) 2018
[2]高強電磁脈沖源及腫瘤細胞電穿孔效應(yīng)研究[D]. 談亞芳.電子科技大學(xué) 2012



本文編號：3208202