本文關(guān)鍵詞：低強(qiáng)度超聲聯(lián)合微泡開放大鼠血腦屏障的研究

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【摘要】：研究背景微泡介導(dǎo)增強(qiáng)的超聲空化效應(yīng)被廣泛應(yīng)用于多種疾病治療的基礎(chǔ)研究,主要包括:基因轉(zhuǎn)染、微泡載藥釋放、增強(qiáng)溶栓效應(yīng)、腫瘤治療、開放血腦屏障(Blood-brain barrier,BBB)等。其中,超聲激勵微泡可短暫性開放BBB,促進(jìn)藥物跨BBB腦實(shí)質(zhì)內(nèi)的釋放,具有巨大的科研價值和潛在的臨床應(yīng)用前景。Hynynen等使用脈沖式聚焦超聲激勵微泡造影劑(Optison),對實(shí)驗(yàn)動物兔和大鼠進(jìn)行了超聲空化效應(yīng)開放BBB的研究,研究結(jié)果顯示,可在局部有效的開放BBB通透性。以往研究中,缺乏關(guān)于不同峰值負(fù)壓(簡稱聲壓)水平調(diào)控BBB通透性的研究,以及在單側(cè)性、雙側(cè)性開放BBB方面的研究。聲壓是超聲空化發(fā)生和強(qiáng)度最為相關(guān)的聲學(xué)參數(shù),因此,對BBB的通透性開放程度可能最相關(guān)。考察聲壓因素對超聲開放BBB的影響,對于掌握適當(dāng)治療參數(shù),避免副作用發(fā)生至關(guān)重要。隨著超聲空化效應(yīng)在開放BBB研究中的深入,微泡造影劑作為外源性空化核,對開放BBB產(chǎn)生和發(fā)揮的生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)制也得以深入了解。激勵微泡的空化效應(yīng)主要分為兩種:一種為穩(wěn)態(tài)空化(stable cavitation),另一種為慣性空化(inertial cavitation)。前者為微泡在低聲壓聲場中,發(fā)生穩(wěn)定規(guī)律的對稱性的振蕩,引起的聲微流(microstreaming)、剪切力(shear force)等。后者為在較高聲場下,微泡負(fù)壓相迅速膨脹,正壓相突然收縮,交變周期性振蕩甚至崩裂,此動力學(xué)過程可產(chǎn)生沖擊波、微射流及發(fā)電、發(fā)光等極端的物理效應(yīng),其中通過沖擊波和高速射流等效應(yīng)在血管內(nèi)皮細(xì)胞膜上形成微小孔,可增加細(xì)胞和組織屏障的通透性,還可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞對大分子藥物的俘獲和攝取,此稱之為“聲孔效應(yīng)”。基于以上存在的問題,實(shí)現(xiàn)超聲激勵微泡在可調(diào)控性的開放BBB的關(guān)鍵因素,是如何正確的調(diào)控超聲激勵微泡的超聲空化效應(yīng)的強(qiáng)度和相關(guān)的生物學(xué)效應(yīng)。因此,本實(shí)驗(yàn)采用專用的微泡超聲空化儀和診斷超聲儀,以脂質(zhì)微泡造影劑作為外源性空化核,擬實(shí)現(xiàn)微泡空化調(diào)控BBB的開放程度,以及診斷超聲激勵微泡對單側(cè)性、雙側(cè)性BBB開放的調(diào)控,并初步探討開放BBB通透性的可行性、安全性及有效性,為超聲空化技術(shù)在開放BBB方面的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用提供依據(jù)。研究目的:1.探討采用超聲空化儀的不同聲壓強(qiáng)度激勵微泡空化,調(diào)控bbb開放程度的可行性,并初步研究安全、有效開放bbb的聲壓范圍。2.探討采用診斷超聲固定機(jī)械指數(shù)激勵微泡空化,在選擇性(單側(cè)性或者雙側(cè)性)開放bbb通透性的可行性,有效性及安全性。主要的方法和技術(shù)路線:1.超聲空化儀的不同聲壓值水平(43-708kpa)激勵微泡,用伊文思藍(lán)(evansblue,eb)示蹤劑觀察評價有效開放范圍和程度,初步探索安全、有效,可調(diào)控性開放bbb的聲壓范圍。2.診斷超聲的固定機(jī)械指數(shù)激勵微泡,用eb示蹤劑觀察bbb有效開放范圍和程度,初步探索開放單側(cè)、雙側(cè)bbb的安全、有效機(jī)械指數(shù)和微泡劑量。3.兩種不同超聲模式下,對激勵微泡超聲空化處理的安全性進(jìn)行評價,實(shí)驗(yàn)動物神經(jīng)功能行為學(xué)評價,內(nèi)容包括:平衡木試驗(yàn)、網(wǎng)屏試驗(yàn)、前置放置試驗(yàn),綜合評價輻照處理前、后神經(jīng)功能行為學(xué)是否產(chǎn)生影響及變化趨勢。4.以參與組成bbb主要結(jié)構(gòu)的星形膠質(zhì)細(xì)胞,損傷時可特異性表達(dá)的s-100b蛋白水平作為bbb損傷程度的評價指標(biāo),采用elisa雙抗體夾心法測定血清中s-100b蛋白含量水平的變化情況。5.腦組織石蠟切片he染色,對腦組織病理學(xué)結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行觀察,客觀評價腦組織損傷范圍和等級程度。6.硝酸鑭作為bbb通透性改變的示蹤劑,透射電鏡下觀察bbb超微病理學(xué)結(jié)構(gòu)的變化,以了解開放bbb通透性在細(xì)胞分子結(jié)構(gòu)上發(fā)生的主要機(jī)制。主要結(jié)果及結(jié)論:1.超聲空化儀在不同聲壓值水平(43-708kpa)激勵微泡空化,可實(shí)現(xiàn)對大鼠單側(cè)bbb可調(diào)控性的開放。伊文思藍(lán)半定量值,從1.83±0.04μg/g(86kpa)到10.56±0.13μg/g(708kpa),組間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(p0.01),反映bbb開放范圍、程度與峰值負(fù)壓呈線性正相關(guān)(r2=0.96)。bbb功能損傷蛋白(s-100b)定量值,提示最高值1.93±0.03ng/l(對應(yīng)708kpa)為低損傷。腦組織病理損傷、神經(jīng)功能行為學(xué)評價為可逆性。鑭示蹤劑也提示,bbb通透性隨著聲壓增加,呈可調(diào)控性開放。2.診斷超聲在不同機(jī)械指數(shù)(1.2、1.3)激勵微泡空化,通過聲窗與探頭長、短軸切面(28mm×20mm、15mm×25mm)、角度(∠15°~30°、∠90°±5°)的轉(zhuǎn)換,可實(shí)現(xiàn)對正常大鼠單側(cè)性、雙側(cè)性bbb通透性的開放。腦組織伊文思藍(lán)半定量值顯示,單側(cè)開放時開放側(cè)(9.85±0.75μg/g)EB漏出比對照側(cè)(2.69±0.72μg/g)高約73%,雙側(cè)BBB開放則兩側(cè)比較無顯著性差異(P0.05)。48 h以內(nèi)BBB功能損傷蛋白(S-100B)蛋白定量值,單側(cè)(0.36±0.02 ng/L)、雙側(cè)(0.68±0.45 ng/L),監(jiān)測最高值反映血腦屏障功能為低損傷。腦組織HE染色、神經(jīng)功能行為學(xué)評價為可逆性。鑭示蹤劑提示,BBB通透性呈增強(qiáng)開放,彌散分布于腦組織內(nèi)。3.超聲空化儀及診斷超聲激勵微泡的空化效應(yīng),可實(shí)現(xiàn)對BBB通透性可調(diào)控性的開放,其主要的病理機(jī)制是促進(jìn)BBB內(nèi)皮細(xì)胞層緊密連接增寬,基底膜層通透性增加,從而實(shí)現(xiàn)可調(diào)控的增加BBB通透性開放。
【關(guān)鍵詞】：超聲空化儀 診斷超聲 空化效應(yīng) 血腦屏障 微泡
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R445.1
【目錄】：

• 英文縮寫詞一覽表4-5
• Abstract5-8
• 中文摘要8-11
• 第一章 前言11-16
• 參考文獻(xiàn)13-16
• 第二章 超聲空化儀聯(lián)合微泡調(diào)控血腦屏障開放的研究16-49
• 引言16
• 材料與方法16-25
• 結(jié)果25-44
• 討論44-46
• 小結(jié)46-47
• 參考文獻(xiàn)47-49
• 第三章 診斷超聲聯(lián)合微泡調(diào)控血腦屏障開放的研究49-95
• 引言49
• 實(shí)驗(yàn)一 單側(cè)性開放血腦屏障的實(shí)驗(yàn)研究49-70
• 材料與方法49-56
• 結(jié)果56-70
• 實(shí)驗(yàn)二 雙側(cè)性開放血腦屏障的實(shí)驗(yàn)研究70-90
• 材料與方法70-75
• 結(jié)果75-90
• 討論90-92
• 小結(jié)92-93
• 參考文獻(xiàn)93-95
• 全文總結(jié)95-96
• 文獻(xiàn)綜述 超聲激勵微泡可調(diào)控性開放血腦屏障的研究進(jìn)展96-101
• 參考文獻(xiàn)99-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表文章及發(fā)明專利101-102
• 致謝102

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本文編號：595014