超聲,因其獨特的聲學(xué)特性及生物學(xué)效應(yīng),在癌癥的診斷及治療中都扮演了不可或缺的角色,例如超聲成像技術(shù),高強度聚集超聲腫瘤消融術(shù)（HIFU）等。納米生物材料及相應(yīng)技術(shù)的快速發(fā)展,使超聲醫(yī)學(xué)研究煥發(fā)了新的生機。特別是先進納米診療劑材料的研發(fā),為輔助超聲診療一體化技術(shù)實現(xiàn)癌癥精確診斷及高效治療,提供了新的思路和方法。隨著對惡性腫瘤特殊理化環(huán)境認識的加深,以及納米合成技術(shù)和超聲診療技術(shù)設(shè)備的發(fā)展,通過精確的內(nèi)/外源刺激響應(yīng)來有邏輯性地操控超聲納米診療劑在體內(nèi)的行為,有望在時間和空間尺度上全面優(yōu)化其診療效能及特異性,從而更好地滿足臨床應(yīng)用需求。本論文分別以成像引導(dǎo)下的HIFU消融、HIFU藥物控釋、HIFU消融聯(lián)合藥物控釋,這三種超聲診療模式為應(yīng)用背景,基于“自下而上”的合成策略構(gòu)建了三種針對性的智能響應(yīng)型超聲納米診療劑,然后對其內(nèi)/外源刺激下的體內(nèi)外響應(yīng)行為進行了系統(tǒng)研究,并結(jié)合先進的HIFU診療一體化設(shè)備平臺對其診療性能進行了全面的評價。主要的研究內(nèi)容如下:（1）區(qū)別于傳統(tǒng)HIFU刺激產(chǎn)氣增效消融策略,我們提出內(nèi)源催化產(chǎn)氣策略來調(diào)控氣泡在超聲引導(dǎo)HIFU（US-HIFU）手術(shù)中產(chǎn)生的時機和時長... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

各類聲波（次聲波，可聞聲，超聲波）對應(yīng)的頻率范圍[10]

衡位置附近做周期往復(fù)運動，使介質(zhì)局部區(qū)域質(zhì)點疏密性周期性變化。質(zhì)點本并不隨超聲波傳播而遷移，只是將振動形式和能量傳遞下去（如圖 1.2 所示）[113]。當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播的過程中，會隨著傳播距離的增加，強度逐漸衰（attenuation），能量減弱，這主要是因為介質(zhì)的聲吸收（absorption）導(dǎo)致的，超聲波的頻率越高，聲吸收越劇烈，超聲波的傳播距離就越短，此外聲吸收還與質(zhì)本身有關(guān)，不同的性質(zhì)的介質(zhì)其聲吸收機理也不同，例如在在液體介質(zhì)中聲收主要與質(zhì)點相對運動造成的內(nèi)摩擦（粘滯作用）以及介質(zhì)中壓縮與稀疏部分間的熱傳導(dǎo)等因素有關(guān)。簡單的說，超聲波在氣體介質(zhì)中聲吸收最強，液體介中次之，固體介質(zhì)中最弱。介質(zhì)在吸收超聲波能量后主要以熱的形式耗散，引局部溫度升高，這也是超聲波最主要的一個理化效應(yīng)，即熱效應(yīng)（thermaleffec[14-16]。

率和峰值負壓有直接關(guān)系。而在真實情況下，液體介質(zhì)總是不純凈中溶解的氣體，存在或引入的微小氣泡，顆粒，都會作為空化核顯生的閾值，在這種情況下，溶解的氣體會在負壓下過飽和溢出，而融合長大，最終在空穴中形成氣泡，氣泡在周期性變化的聲壓下繼，產(chǎn)生如圖 1.3 所示的兩類空化作用，即穩(wěn)態(tài)空化和瞬態(tài)空化（慣性空化狀態(tài)下，氣泡在其平衡半徑處，經(jīng)歷膨脹和壓縮的穩(wěn)定周期性過程中氣流會周期性進出氣泡，在其周圍液體也會快速流動，形成rostream）及伴隨的剪切力效應(yīng)（shearforce）。而在瞬態(tài)空化狀態(tài)下幾個周期的膨脹和壓縮后，開始出現(xiàn)爆炸式膨脹，之后迅速塌陷。會產(chǎn)生高壓震蕩波（shockwave）及微射流，同時在氣泡最后塌陷壓力和溫度陡增到數(shù)十萬千帕和上千開爾文，從而引發(fā)水分子分解系列復(fù)雜的聲化學(xué)反應(yīng)[17-18]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]The acidic tumor microenvironment: a target for smart cancer nano-theranostics[J]. Liangzhu Feng,Ziliang Dong,Danlei Tao,Yicheng Zhang,Zhuang Liu.  National Science Review. 2018(02)
[2]超聲分子影像學(xué)研究進展[J]. 王志剛.  中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2009(06)
[3]HIFU技術(shù)中的超聲空化及空化增強效應(yīng)研究進展[J]. 任小龍,周曉東.  中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2006(02)
[4]材料——科技發(fā)展的動力和瓶頸[J]. 靳達申,車成衛(wèi).  中國科學(xué)基金. 2002(03)



本文編號：3250877