不可逆電穿孔(IRE)對兔跟腱和股骨滅活作用的初步研究.pdf

1、研究背景:骨肉瘤的發(fā)病率在各類腫瘤中不足1％,但在青少年人群中發(fā)病率較高,骨肉瘤對患病兒童和青少年的生命健康帶來了極大威脅。惡性骨腫瘤的的治療是一個綜合的過程,但通過手術完整切除瘤骨、術后對骨與關節(jié)功能進行重建是目前比較通行的方式。保肢手術在近20余年來發(fā)展迅速,但有時受到解剖的限制,在血管神經束等重要結構處不得不采取界限性分離;現有的保肢技術包括熱滅活等一些方法,可能會損傷腫瘤周圍的韌帶和肌腱,造成關節(jié)失穩(wěn)、活動受限,為術后肢體功能重

2、建帶來困難。不可逆電穿孔(Irreversible electroporation,IRE)是一種新型的非熱效應腫瘤滅活技術,IRE使用特定場強的電脈沖作用于腫瘤組織,破壞了腫瘤組織的微環(huán)境,從而有效的殺傷腫瘤細胞;同時因為IRE滅活過程相對不產熱,從而避免了對周圍重要組織結構的副損傷,其發(fā)展前景廣闊。
　　研究目的:首先通過IRE和射頻(Radiofrequency,RF)分別對正常兔跟腱(Achilles tendon,AT)

3、進行滅活,比較兩種方法各自滅活的有效性以及滅活后肌腱組織的再生修復、生物力學變化等情況。進一步使用IRE滅活兔股骨中下段,確定IRE對骨組織的有效滅活閾值以及滅活骨段的再生修復和生物力學性能改變等情況。
　　研究方法:通過有限元方法模擬IRE對正常跟腱、股骨滅活時的電場強度分布;結合組織病理學結果確定IRE對上述組織的有效滅活閾值;進一步通過常規(guī)切片染色、免疫組織化學染色、微血管灌注及有效血流面積測定、X光片檢查、骨密度測定、熒光

4、物質標記骨組織礦化情況觀察、跟腱和股骨的力學性能測試等實驗方法對 IRE滅活后的跟腱和骨組織的細胞再生、血運重建、生物力學性能恢復狀況進行評估。實驗結果:一方面,在跟腱滅活實驗中,射頻滅活(Radiofrequency ablation,RFA)引起的熱損傷導致了跟腱組織內的蛋白質變性,跟腱在損傷后的第三天發(fā)生斷裂,且斷裂組織無法再生。而IRE方法使用1800V/cm、90個脈沖數的參數組合能夠有效的對跟腱組織進行滅活,滅活后跟腱的膠原

5、纖維框架未受損傷,成纖維細胞逐漸向滅活區(qū)域爬行替代完成再生修復;盡管在 IRE滅活早期,腱束內微血管有效血流量和跟腱生物力學性能有所下降,但隨著組織修復再生的逐步完善,二者最終在24周內恢復至正常對照組水平。另一方面,在股骨滅活實驗中,1800V/cm、120個脈沖數的IRE參數組合能夠對中下段股骨有效滅活,滅活后的骨組織可以再生修復,破骨活動和成骨活動表現明顯,骨髓腔內微血管有效灌注面積和骨的力學性能先下降,隨著組織再生修復的完善而逐