本文選題：熒光成像 + 圖像引導(dǎo)手術(shù)��； 參考：《吉林大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：背景:醫(yī)源性脊髓損傷(SCI)是脊柱手術(shù)中最為災(zāi)難性并發(fā)癥之一,�？蓪�(dǎo)致患者嚴(yán)重且永久性殘疾。然而,現(xiàn)有的診斷技術(shù)和監(jiān)測(cè)手段如MRI、術(shù)中電生理監(jiān)測(cè)(IOM)和神經(jīng)示蹤技術(shù)等仍無(wú)法滿(mǎn)足提升術(shù)中直視下脊髓的可視度及有效地可視化監(jiān)測(cè)脊髓完整性的臨床需求。熒光指導(dǎo)手術(shù)(FGS)是一項(xiàng)新興的能夠提高術(shù)中可視性及精準(zhǔn)度的成像技術(shù),但由于血腦屏障的存在使得熒光標(biāo)記物難于進(jìn)入脊髓,因此目前尚無(wú)關(guān)于術(shù)中脊髓熒光成像的系統(tǒng)研究報(bào)道。本研究合成了一種納米熒光材料(BMB-m),首次嘗試通過(guò)硬膜外腔給藥來(lái)實(shí)現(xiàn)兔全脊髓快速熒光成像,并初步探討其在實(shí)時(shí)可視化監(jiān)測(cè)術(shù)中脊髓完整性及損傷的價(jià)值。目的:探討納米熒光材料經(jīng)硬膜外腔途徑給藥來(lái)實(shí)現(xiàn)脊髓快速熒光成像的可行性;同時(shí),闡明脊髓快速熒光成像的機(jī)理;此外,初步評(píng)價(jià)脊髓快速熒光成像在可視化監(jiān)測(cè)術(shù)中脊髓損傷的價(jià)值及安全性。方法:(1)納米熒光材料(BMB-m)的合成及表征:選擇了一種具有神經(jīng)組織特異結(jié)合能力的熒光分子1,4-雙(p-氨基苯乙烯基)-2-甲氧基苯(BMB),并將其擔(dān)載于高分子膠束中形成熒光納米膠束(BMB-micelle,BMB-m)。通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)和分光光度計(jì)等測(cè)定BMB-m的理化及光學(xué)特性。(2)在體實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為日本大白兔(雌雄隨機(jī),體重約為2.5kg),將納米熒光材料(BMB-m)經(jīng)硬膜外腔途徑給藥,評(píng)價(jià)不同劑量組(10μg/只、30μg/只、50μg/只、100μg/只,同一時(shí)間點(diǎn):30分鐘,劑量指bmb-m中bmb的凈含量)和不同時(shí)間點(diǎn)(15分鐘、30分鐘、1小時(shí)、2小時(shí)、4小時(shí)、8小時(shí)、14小時(shí)和24小時(shí),同一劑量50μg/只)的在體熒光成像效果,(n=3)。對(duì)照組包括正常對(duì)照組、假手術(shù)對(duì)照組、單純生理鹽水組、高分子膠束+生理鹽水組、靜脈給藥組,(n=3)。利用動(dòng)物熒光成像系統(tǒng)(fis)在同一標(biāo)準(zhǔn)下(20ms曝光時(shí)間)拍攝并記錄顯露后的脊髓、坐骨神經(jīng)及周?chē)M織的白光和熒光圖像。(3)脊髓快速熒光成像機(jī)理探討相關(guān)的方法:1)觀(guān)察腰部神經(jīng)根熒光成像情況;2)利用激光共聚焦掃描顯微鏡(clsm)測(cè)定脊髓不同部位橫斷面的熒光強(qiáng)度和厚度;3)通過(guò)反相高效液相色譜法-電噴霧質(zhì)譜法(rp-hplc-esi-ms)檢測(cè)腦脊液中是否存在bmb;4)實(shí)時(shí)原位觀(guān)察硬膜外腔給藥后t10脊髓熒光的動(dòng)態(tài)變化。(4)脊髓快速熒光成像可視化監(jiān)測(cè)術(shù)中脊髓損傷的初步評(píng)價(jià):bmb-m溶液(含50μgbmb)經(jīng)硬膜外腔給藥后30分鐘,在t10水平構(gòu)建兩種經(jīng)典的脊髓損傷模型(rivlin法夾傷模型和allen法重物墜擊傷模型),觀(guān)察并記錄損傷前后t10脊髓的白光和熒光圖像;并通過(guò)激光共聚焦掃描顯微鏡(clsm)進(jìn)一步檢測(cè)損傷及鄰近非損傷部位的脊髓橫斷面熒光變化情況。(5)納米熒光材料經(jīng)硬膜外腔途徑給藥的安全性評(píng)價(jià):通過(guò)細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)(pc-12神經(jīng)細(xì)胞和l929成纖維細(xì)胞)和組織病理學(xué)檢測(cè)(脊髓、主要臟器及組織的he染色)評(píng)價(jià)納米熒光材料的毒性作用。結(jié)果:(1)合成的納米熒光材料(bmb-m)在常溫下呈黃色絮狀固體,其改善了bmb的溶解性且可配制成不同溶度(0.05mg/ml~0.5mg/ml)的bmb生理鹽水溶液。透射電子顯微鏡(tem)下觀(guān)察到bmb-m具有球形核-殼結(jié)構(gòu),大小較均勻(平均粒徑為84nm);bmb-m的激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)峰值分別為385nm和525nm。(2)不同劑量組在體實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:劑量為10μg/只時(shí)就可實(shí)現(xiàn)全脊柱熒光成像;50μg/只劑量組的脊髓/脂肪熒光強(qiáng)度比值(sc/a比值)顯著高于10μg/只和30μg/只劑量組的(p0.05),而與100μg/只劑量組的sc/a比值之間無(wú)顯著性差異(p0.05);此外,進(jìn)一步比較不同脊髓部位(腰、胸、頸)的sc/a的差異:在10μg/只劑量組,腰髓的sc/a比值顯著高于胸髓和頸髓的(p0.05);在30μg/只至100μg/只劑量組,腰髓和胸髓的sc/a比值顯著高于頸髓的(p0.05)。不同時(shí)間點(diǎn)在體實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:在硬膜外腔給藥后15分鐘就可實(shí)現(xiàn)全脊柱熒光成像,最強(qiáng)熒光出現(xiàn)在給藥后30分鐘;隨后,熒光信號(hào)逐漸減弱,直至在給藥后24小時(shí)消失;腰、胸、頸髓的有效熒光強(qiáng)度(sc/a比值2)分別可持續(xù)14小時(shí)、8小時(shí)和2小時(shí)。經(jīng)硬膜外腔和靜脈兩種途徑給藥的成像效果比較:相對(duì)于靜脈給藥(5mg/只,為硬膜外腔給藥劑量的100倍),硬膜外腔給藥(50μg/只)的sc/a比值是靜脈的19.1倍。此外,靜脈給藥組的坐骨神經(jīng)、肌肉及肝腎肺等重要臟器均可檢測(cè)到熒光,而硬膜外腔給藥組均無(wú)可檢測(cè)得到的熒光。(3)通過(guò)機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)脊髓快速熒光成像與腦脊液快速流動(dòng)有關(guān),證據(jù)如下:1)腰部神經(jīng)根熒光信號(hào)止于背根神經(jīng)節(jié),這是由于腦脊液僅止于背根神經(jīng)節(jié);2)脊髓橫斷面clsm檢測(cè)結(jié)果顯示bmb主要與脊髓白質(zhì)的四周結(jié)合,熒光強(qiáng)度和厚度從腰髓至頸髓呈顯著性遞減改變;3)通過(guò)反相高效液相色譜法-電噴霧質(zhì)譜法(rp-hplc-esi-ms)在腦脊液中檢測(cè)到BMB;4)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀(guān)測(cè)到BMB隨腦脊液由尾側(cè)向頭側(cè)呈波浪樣快速流動(dòng)。(4)在兩種脊髓損傷模型,損傷前T10脊髓的熒光均勻分布,損傷后脊髓損傷部位的熒光減弱明顯甚至消失;進(jìn)一步對(duì)損傷部位CLSM檢測(cè)結(jié)果顯示脊髓外周白質(zhì)的解剖結(jié)構(gòu)完整性破壞。(5)BMB-m和BMB對(duì)PC-12細(xì)胞和L929細(xì)胞的增殖無(wú)抑制作用,表明其具有低的細(xì)胞毒性。組織病理學(xué)檢測(cè)結(jié)果顯示:即使給藥劑量達(dá)100μg/只,仍未在脊髓、主要臟器和組織中發(fā)現(xiàn)病理?yè)p傷改變。結(jié)論:本研究結(jié)果表明納米熒光材料(BMB-m)通過(guò)硬膜外腔途徑給藥可實(shí)現(xiàn)兔脊髓的快速熒光成像;進(jìn)一步機(jī)理研究揭示了BMB通過(guò)腦脊液輸運(yùn)快速分布到整個(gè)脊髓表面,并與脊髓外周白質(zhì)結(jié)合,從而達(dá)到全脊髓的快速熒光成像;同時(shí),初步發(fā)現(xiàn)脊髓快速熒光成像具有實(shí)時(shí)可視性監(jiān)測(cè)術(shù)中脊髓完整性及損傷的潛力。此外,細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)和組織病理學(xué)檢測(cè)結(jié)果顯示納米熒光材料具有良好的生物相容性。
[Abstract]:BACKGROUND : Medical spinal cord injury ( SCI ) is one of the most disastrous complications in spinal surgery , which often leads to severe and permanent impairment of spinal cord . ( 2 ) In vivo experiment : experimental animals were Japanese rabbits ( male and female at random , body weight was about 2.5kg ) , and the fluorescent images of the spinal cord , sciatic nerve and surrounding tissues were assessed by using fluorescence imaging system ( fis ) at the same time ( 20 ms exposure time ) . ( 3 ) The fluorescence intensity and thickness of the cross section of spinal cord were measured by using fluorescence imaging system ( clsm ) . ( 4 ) Initial evaluation of spinal cord injury during spinal cord rapid fluorescence imaging : The toxicity of nano - fluorescent materials was evaluated by means of laser confocal scanning microscope ( clsm ) . The results showed that the ratio of sc / a of spinal cord to dorsal root ganglia was significantly higher than that in 100 渭g / dose group ( p < 0.05 ) . The results showed that BMB - m and BMB did not inhibit the proliferation of PC - 12 and L929 cells .
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R651.2

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本文編號(hào)：1900770