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壳聚糖纳米微泡的制备及HIFU增效实验研究

高雪梅  
【摘要】:研究背景纳米微泡较微泡具有更强的穿透力,能更有效提高高强度聚焦超声(High intensity focused ultrasound,HIFU)的消融效率。目前,基于纳米微泡的增效剂主要集中在脂质、白蛋白、可降解高分子多聚体、有序介孔氧化硅(SiO_2),相比而言,高分子多聚体类纳米微泡生物相容性和稳定性更好。近年来常用的高分子多聚体材料主要为聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA),但其亲水性较差。因此亲水性强、生物相容性强的高分子多聚体材料——壳聚糖类的纳米微泡更具有临床应用价值。近年来,壳聚糖为原材料制备纳米微泡研究甚少,模板法制备纳米微泡过程复杂,成本高;用微乳化法制备出的纳米微泡毒性大、稳定性差和储存时间短。因此,本文重点是制备一种能用于增效HIFU的新型壳聚糖纳米微泡。目的制备亲水性强、稳定性好及生物相容性好的壳聚糖纳米微泡,并探究其HIFU增效能力,实现更加高效及安全的HIFU治疗。方法采用非模板化学交联法制备壳聚糖纳米微泡,并探究制备工艺对纳米微泡的形态、粒径、分散性、冻干后粉末的复溶性以及复溶后纳米微泡混悬液稳定性的影响。其次,探究壳聚糖纳米微泡的HIFU增效能力:在离体牛肝实验中,选择120W、100W和80W三个梯度功率,0mg/ml、0.55mg/ml和4.4mg/ml三个梯度浓度;在活体SD大鼠肝脏实验中对比壳聚糖纳米微泡同SonoVue微泡增效能力。结果1.在氮气保护下,当过硫酸钾用量为67.5mg、聚合反应时间为80min、戊二醛剂量为70mg及甘露醇质量浓度为2%时,成功制备出具空心球形结构、大小均一、稳定性好、粒径为116.13±1.53nm、电位为+32.1±0.45mV壳聚糖纳米微泡。2.离体牛肝实验:当功率为120W,对照组0mg/ml消融体积为16.77±2.57 mm~3,0.55mg/ml组为182.12±34.10mm~3,4.4mg/ml组为216.28±19.00mm~3,纳米微泡组较对照组消融体积显著增大(p0.001);活体SD大鼠肝脏实验:HIFU组消融体积为92.69±30.97mm~3,SonoVue组为101.01±27.19,壳聚糖纳米微泡组为623.47±228.34mm~3,SonoVue组较单纯HIFU组消融体积增大(p0.05),壳聚糖纳米微泡组较空白对照组及SonoVue组凝固性坏死体积明显增大(P0.001)。结论本文制备出具有显著HIFU增效能力的新型壳聚糖纳米微泡,为临床上更快速、高效和安全地聚焦超声治疗提供理论基础和参考。


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