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《重庆医科大学》 2012年
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多功能超声造影剂的制备及显像实验研究

李奥  
【摘要】:第一部分多功能超声造影剂的制备及性能检测 目的制备一种新型多功能超声造影剂Fe3O4-PFOB纳米乳,并对其基本性质及体外显像效果进行检测。 方法采用薄膜-超声法将超顺磁性氧化铁(SPIO)Fe3O4纳米颗粒装载到全氟溴辛烷(PFOB)纳米乳的壳膜中,制备多功能超声造影剂Fe3O4-PFOB纳米乳。分别在光学显微镜、原子力显微镜及透射电子显微镜下观察造影剂的形态与结构;采用原子吸收分光光度计检测造影剂的铁含量;用激光测径仪检测造影剂粒径与分布;用振动样品磁强计及磁共振仪检测造影剂的磁学性质;体外超声、磁共振及CT显像评价造影剂的显像效果。 结果光镜和原子力显微镜观察,采用本法制备的Fe3O_4-PFOB造影剂形态规则,呈球形,分散较好,透射电镜显示造影剂为壳核结构,Fe3O_4纳米颗粒均匀分布于造影剂的壳膜中。原子吸收光谱法测得造影剂中铁含量为62.5μg/ml。造影剂的粒径为200~250nm,具有超顺磁性,其磁敏感效应与壳膜中装载的Fe3O_4的含量有关。体外显像实验显示,Fe3O4-PFOB纳米乳能够较PFOB纳米乳产生更强的超声回声信号,并具有一定的磁敏感性及射线不透性,能够增强磁共振与CT显像。 结论Fe3O4-PFOB造影剂具有粒径小,分散好,超顺磁性等优点,在体外能够增强超声、磁共振及CT显像,是一种新型的多功能超声造影剂。 第二部分多功能超声造影剂增强超声、磁共振及CT显像实验研究 目的 1.探讨Fe3O4-PFOB造影剂体外巨噬细胞显像效果。 2.探讨Fe3O4-PFOB造影剂对正常大鼠肝实质的超声、磁共振及CT显像效果,及其体内安全性。 方法 1.体外培养小鼠单核巨噬细胞RAW264.7,加入不同浓度Fe3O4-PFOB造影剂孵育3h后,采用普鲁士蓝染色观察巨噬细胞对造影剂的吞噬,采用MTT法检测造影剂对细胞活性的影响,并对吞噬了Fe3O4-PFOB的巨噬细胞悬液进行超声、磁共振及CT显像。 2.健康SD大鼠20只,随机分为2组(每组10只),分别为Fe3O4-PFOB组(静脉注射Fe3O4-PFOB纳米乳)及PFOB组(静脉注射PFOB纳米乳)。于造影剂注射前及注射后不同时间点对大鼠肝脏行超声、磁共振及CT扫描,并应用图像分析软件评价造影效果。扫描结束后,取大鼠肝脏组织进行HE染色及普鲁士蓝染色。 3.观察造影后一个月内实验大鼠生命体征的改变,并分别于Fe3O4-PFOB注射前及注射后第7d、14d、30d取大鼠静脉血进行肝、肾功能检测。 结果 1.普鲁士蓝染色显示,巨噬细胞对Fe3O4-PFOB的吞噬作用呈浓度依赖性,随着造影剂浓度的增加,巨噬细胞吞噬的量也增加,并且Fe3O4-PFOB被巨噬细胞吞噬后对其增殖活性无明显影响。巨噬细胞体外显像显示,与对照组比较,吞噬了Fe3O4-PFOB的巨噬细胞在超声、磁共振及CT显像中均有明显的增强效果。 2.在体内超声显像中,与PFOB纳米乳相比,Fe3O4-PFOB具有更好的增强大鼠肝实质超声显像效果,而且其增强显影时间更长;在磁共振显像中,Fe3O4-PFOB组表现出负性增强效果,而PFOB组未见明显增强。在Fe3O4-PFOB造影后2h肝脏T2*时间最短,在GRE-T2*WI序列上,肝实质信号强度下降最显著;在CT显像中,Fe3O4-PFOB纳米乳与PFOB纳米乳均能有效增强大鼠肝实质的影像密度,两者CT值差异无统计学意义。普鲁士蓝染色显示Fe3O4-PFOB纳米乳主要分布在肝血窦内。 3.实验大鼠在造影后1个月内未出现明显异常,不同观测时间点大鼠肝、肾功能各项检测指标差异无统计学意义。 结论 1. Fe3O4-PFOB在体外能够被巨噬细胞吞噬,且巨噬细胞的吞噬不影响其增强显像的特性。 2. Fe3O4-PFOB体内稳定性好,能够被肝脏巨噬细胞吞噬,增强肝实质的超声、磁共振及CT显像,是一种安全、有效的的多功能超声造影剂。 第三部分多功能超声造影剂诊断肝脏局灶性病变的实验研究 目的 1.探讨Fe3O4-PFOB增强CT显像对兔VX2肝肿瘤的显示能力。 2.探讨Fe3O4-PFOB增强超声、磁共振及CT显像对诱发性大鼠肝硬化肝癌的诊断价值,并分析肝内局灶性病变Fe3O4-PFOB增强显像与病理改变的关系。 方法 1.采用瘤块种植法建立兔VX2肝肿瘤模型,建模后第18天对荷瘤兔行肝脏CT平扫及Fe3O4-PFOB增强扫描,测量造影前后瘤灶与周围肝实质的CT值,并计算肝实质∕瘤灶影像密度比。取兔肿瘤组织及周围正常肝组织,制作冰冻切片,并进行HE染色及普鲁士蓝染色。 2.采用二乙基亚硝胺(diethylnitrosamine, DEN)诱发大鼠肝硬化肝癌模型。SD大鼠50只(实验组40只,对照组10只),实验组给予DEN灌胃,对照组给予等量生理盐水灌胃,至14周停药。在第14~22周期间,随机抽取两组大鼠进行超声、磁共振及CT Fe3O4-PFOB增强检查。取大于3mm的结节及周围肝组织,进行HE染色及Kupffer细胞的免疫组化染色。分别计算肝内局灶性病灶相对于周围肝组织的Kupffer细胞计数比以及Fe3O4-PFOB强化比,并分析两者的相关性。统计单一显像模式及三种显像模式联合应用对肝癌(HCC)与肝硬化结节(RNs)诊断的敏感性、特异性与准确性。 结果 1.与CT平扫时比较,Fe3O4-PFOB造影后,肝实质的影像密度随时间的推移逐渐增加,而瘤灶内的影像密度未见明显改变,肝实质∕瘤灶影像密度比显著增加,差异有统计学意义(P0.05)。冰冻切片及普鲁士蓝染色均显示正常肝组织内有大量造影剂聚集,而肿瘤组织内几乎未见造影剂分布。 2.成功建立大鼠肝硬化肝癌模型23只,共检出直径大于3mm的肝内局灶性病变57个,其中HCC38个,RNs19个。在Fe3O4-PFOB增强显像中,HCC在三种显像模式下均未见明显增强,而RNs在三种显像模式下可有不同程度的增强,两者的Fe3O4-PFOB强化比差异有统计学意义(P0.05)。光镜下观察,RNs组织内Kupffer细胞数明显多于HCC,两者的Kupffer细胞计数比差异有统计学意义(P0.05)。相关性分析显示,肝内局灶性病变的Fe3O4-PFOB强化比与Kupffer细胞计数比具有良好的相关性。三种显像模式的联合应用可提高单一显像模式对肝内良恶性病变诊断的敏感性、特异性与准确性。 结论 1. Fe3O4-PFOB能够显著提高肿瘤组织与周围肝组织的对比效果,对肝肿瘤的诊断具有一定的应用价值。 2. Fe3O4-PFOB增强显像能够在一定程度上反映组织的Kupffer细胞数,有助于鉴别肝脏良、恶性局灶性病变。 3. Fe3O4-PFOB增强多种模式显像有助于提高单一显像模式对病变的检出,有望为肝脏局灶性病变的诊断提供一种新的影像学评价方法。
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