不同强度超声破坏微泡对犬心肌组织的生物学效应

目的 探讨不同强度的超声破坏微泡对犬心肌组织的生物学效应,优化出影响心肌微环境的最佳辐照条件.方法 9只健康成年杂种犬随机分成3组,每组3只.静脉输入2 ml微泡造影剂,同时采用频率为1 MHz,强度不同的超声辐照(0.5 W/cm2、1.0 W/cm2、2.0 W/cm2)犬心肌组织,辐照时间为5 min.辐照完毕后即刻处死动物,取局部心肌组织.进行病理组织HE染色和透射电镜观察犬心肌细胞及毛细血管内皮细胞等细胞超微结构改变.结果 0.5 W/cm2超声破坏微泡后心肌组织水肿,无出血;1.0 W/cm2超声破坏微泡后心肌组织轻微出血和少量炎症细胞浸润;2.0 W/cm2超声破坏微泡后心肌组织明显出血,炎症细胞一定程度浸润.结论 不同强度超声破坏微泡造影剂能使犬心肌组织产生不同程度的生物学效应;超声强度在1.0～2.0 W/cm2能在使心肌轻度损伤时引起一定程度的炎症反应.     

超声联合微泡对正常兔角膜组织的生物学效应

目的观察不同声强和辐照时间的超声破坏微泡对兔正常角膜组织的生物学效应。方法采用不同声强(0.5W/cm2、1.0W/cm2、2.0W/cm2)和辐照时间(30s、60s、120s)的超声作用于微泡干预的兔眼角膜,并对角膜进行定量分析和病理组织观察。结果超声声强1.0W/cm2、2.0W/cm2与0.5W/cm2组比较,角膜组织损害严重,内皮细胞密度和六角形细胞比例差异有统计学意义(P<0.05);超声辐照时间120s与30s、60s比较,内皮细胞密度和六角形细胞比例有差异有统计学意义(P<0.05)。结论超声联合微泡能明显增强角膜组织的空化效应,且超声能量越大,角膜组织损害越严重。     

超声辐照和SonoVue微泡在介导hAng-1基因体外转染时的作用和量效关系探讨

目的 探讨超声辐照和SonoVue微泡分别使用和联用在介导hAng-1基因体外转染过程中的作用以及辐照强度和微泡浓度对转染效率和细胞活性的影响.方法 实验分四组A组:单纯超声辐照+质粒组;B组:微泡+质粒组;C组:超声辐照+微泡+质粒组和空白对照组D组. C组内转染参数分别设置为超声照射强度0.5、1.0 、1.5和2.0 W/cm~2,微泡浓度5%、10%、20%、30%和40%.将连接有eGFP-C_3-hAng-1质粒的SonoVue微泡对293T细胞进行转染,48 h后检测各组基因转染效率和细胞存活率. 结果转染48 h后C组转染效率最高,荧光阳性细胞数最多,强度最大;A组转染效率很低,见少量荧光表达;B、D组无明显基因转染发生.随着超声照射强度和微泡浓度的增加,基因转染效率会逐步升高,具有统计学意义.微泡浓度大于20%、超声照射强度超过1.5 W/cm~2后基因转染效率不再升高甚至降低,细胞死亡率显著增高(P<0.01).结论 SonoVue微泡介导外源基因转染必须联合超声辐照才能获得较好的转染效率.对于hAng-1基因和SonoVue微泡,选择声强1.5 W/cm~2,微泡浓度20%是相对最佳转染条件.     

超声破坏微泡对心肌细胞膜通透性影响的研究

目的探讨超声破坏微泡造影剂对心肌细胞膜通透性的影响。方法将15只昆明小白鼠随机分为3组,一组采用尾静脉输入白蛋白微泡造影剂,胸壁用频率为1MHz,强度为1.5W/cm2的超声进行辐照1min;一组单纯采用同等超声辐照相同时间;一组作为对照。作用后即刻取心肌组织用硝酸镧(La)示踪法做透射电镜观察心肌细胞膜通透性的变化。结果采用超声破坏微泡后可见部分镧颗粒分布于心肌细胞胞浆内,部分分布于线粒体外、细胞核外;单纯超声作用组心肌细胞胞浆中可有少量的镧颗粒分布,而大部分镧颗粒分布于细胞膜外;而对照组镧颗粒分布于心肌细胞膜外。结论超声破坏微泡可提高心肌细胞膜通透性,可能是超声微泡造影剂增强组织中基因转染的机制之一。     

低频超声辐射微泡造影剂对人乳腺癌细胞的生物学效应研究

目的观察微泡造影剂不同浓度、不同声学参数对体外培养人乳腺癌细胞的生物学效应。方法人乳腺癌细胞株MDA-MB-231,受不同剂量,频率为300kHz的超声波辐照破坏微泡声学造影剂,采用噻唑蓝(MTT)法检测细胞存活率。结果在微泡浓度为5%时,0.25W/cm2×10s与0.5W/cm2×5s组细胞存活率未见明显改变,而0.5W/cm2×10s、0.5W/cm2×20s、0.5W/cm2×40s、1.0W/cm2×10s、2.0W/cm2×10s各组与对照组比较,细胞存活率明显下降。辐照强度为0.5W/cm2、照射时间10s时,随着微泡浓度增加,超声对细胞的杀伤效应越强,与对照组相比,5%微泡浓度组P<0.05,其余各组P<0.01。结论超声破坏微泡声学造影剂对人乳腺癌细胞的杀伤程度与超声辐照时间、声强及微泡浓度有关。     

微泡激励的超声空化阻断正常肝血流灌注的初步研究

目的探讨采用脉冲式超声激励微泡空化阻断兔正常肝脏血流的可行性及阻断的病理改变。方法健康新西兰大白兔24只随机分成3组,分别是超声微泡组、单纯超声组、假照组。经兔耳缘静脉注射脂质微泡,剂量0.1 ml/kg;同时超声治疗头垂直辐照兔肝脏300 s,超声能量以脉冲式发射,频率1.2 MHz,平均声强0.89 W/cm~2。靶区治疗前后进行超声造影检查和定量分析。最后,获取该区域肝组织标本,行病理学检查。结果超声微泡组治疗后肝组织血流灌注基本消失,而单纯超声组、假照组治疗前后无明显变化。超声微泡组治疗前后肝实质平均灰阶值(GSV)分别为115.27±3.8和1.16±0.7,治疗后肝实质GSV显著低于治疗前(P0.01),单纯超声及假照组治疗前后GSV无显著差别。病理检查,超声微泡治疗组肝组织出现大片充血、出血、血栓形成等。结论微泡增强的脉冲式超声空化可以造成正常肝的血流灌注暂时性阻断或者显著下降,阻断机制可能是肝实质出血、水肿和血栓形成。     

微泡介导下脉冲式聚焦超声空化导致血管损伤的实验研究

目的 研究用不同强度脉冲式聚焦超声联合经静脉注射一定剂量脂质微泡辐照不同时间导致微泡空化对兔肠系膜小血管的损伤.方法 健康新西兰大白兔24只随机分成8组,经静脉通路团注脂质微泡0.1 ml/kg,分别用峰值负压1.0 MPa和2.6 MPa超声治疗头垂直辐照兔肠系膜0～60 s不等.辐照后测量血管损伤的血肿面积,并进行组织病理学检查.结果 1.0 MPa超声辐照20 s、40 s、60 s组血肿面积分别为(18.33±6.0)mm2、(38.75±14.7)mm2、(52.41±9.6)mm2;2.6 MPa超声辐照20 s、40 s、60 s组血肿面积分别为(19.23±4.5)mm2、(58.20±8.1)mm2、(76.52±5.3)mm2,光镜下可见动脉血管内皮缺失、基底膜断裂,管腔内血栓形成.结论 一定强度的微泡超声空化可致兔肠系膜小动脉管壁机械损伤,管腔内血栓形成.     

低频超声辐照联合微泡对血管平滑肌细胞凋亡的影响

目的观察低频超声辐照联合微泡对体外培养的大鼠主动脉平滑肌细胞凋亡的影响。方法联合不同浓度的SonoVue(0、0.5×106、1.0×106、1.5×106、2.0×106/mL),使用42.6kHz超声分别辐照大鼠主动脉平滑肌细胞10s、20s、30s,空白对照组不作任何处理。台盼蓝染色分析辐照后即刻细胞存活率,流氏细胞仪观察辐照后24h细胞凋亡率。结果细胞的死亡和凋亡与微泡浓度及辐照时间相关。当超声波在微泡浓度达到或超过0.5×106/mL,联合辐照30s,以及微泡浓度达到2.0×106/mL,联合辐照10s、20s时,细胞大量死亡。在超声辐照10s时,辐照后24h细胞凋亡率随微泡浓度的增加而增加,但在微泡浓度低于1.0×106/mL时,细胞即刻存活率并无显著减少。在超声辐照20s时,细胞即刻存活率随微泡浓度的增加而减少,辐照后24h细胞凋亡率在微泡浓度为0.5×106/mL、1.0×106/mL、1.5×106/mL时差异无统计学意义。结论在一定空化强度范围内,低频超声辐照后24h细胞凋亡率随强度增加而增加,但超过一定程度,则无法增加细胞凋亡率,只会导致细胞死亡。低频超声辐照联合微泡的空化作用可在短时间内诱导体外培养的大鼠血管平滑肌细胞凋亡。     

微泡增强的超声空化阻断肿瘤微循环的病理观察

目的 探讨微泡增强的超声空化阻断肿瘤微循环的病理机制。方法 建立兔肝VX2转移瘤模型18只,随机分为超声微泡组(n=6)、单纯超声组(n=6)及假照组(n=6)。对超声微泡组经耳缘静脉注射微泡,并进行超声辐照;对单纯超声组以生理盐水代替微泡,并进行超声辐照;对假照组注射生理盐水,并进行超声假照。观察辐照后各组病理变化。结果 大体解剖观察,超声微泡组辐照面可见较多出血点;单纯超声组及假照组辐照后肿瘤组织均未见明显改变。光镜下观察,超声微泡组肿瘤组织可见大片出血,血管内皮细胞损伤、连续性中断,红细胞外溢;单纯超声组可见局灶性小片状出血,血管内皮尚完整;假照组肿瘤组织未见明显出血,血管内皮完整。电镜下观察,超声微泡组肿瘤血管内皮破损严重,可见大量红细胞渗出,线粒体肿胀及吞饮小泡;单纯超声组及假照组仅见内质网略水肿。结论 微泡增强的超声空化阻断兔VX2肝脏肿瘤微循环的机制可能为血管机械性损伤。     

经多功能心腔内超声导管超声辐照破坏微泡对犬心肌组织的生物学效应

目的观察经多功能心腔内超声(ICE)导管超声辐照破坏微泡对动物心肌产生的生物学效应,探索基因治疗缺血性心脏病的新方法。方法 15只犬随机分为US+MB组、US组、对照组3组,每组5只。以介入法将多功能ICE导管送入犬心室。对US+MB在ICE监控下向左心室游离壁注射0.5ml微泡,并以1 W/cm2的声能对注射部位辐照1min;对US组以相同条件行左心室壁辐照,但不注射微泡;对照组在插入导管后不进行任何处理。术后3天处死动物,观察心肌组织大体改变,并行HE染色观察细微结构变化。结果ICE能对注射针的进针深度、微泡注射及辐照过程进行实时监控。观察期内所有动物均正常存活。US+MB组心肌辐照部位出现充血、心肌细胞间隙增宽、少量炎性细胞浸润等改变,US组心肌组织仅出现轻微充血;对照组动物心肌无异常变化。结论经ICE导管超声辐照破坏微泡能在靶区域产生相应生物学效应,内置ICE可对心肌内微泡注射、超声辐照过程进行实时监控。此款新型多功能导管可能为基因治疗缺血性心脏病提供新的、更加安全有效的途径。     

微泡激励的超声空化对兔前列腺的损伤作用

目的 探讨微泡激励的超声空化效应对正常兔前列腺组织的损伤作用.方法 30只新西兰雄性兔随机分为超声微泡组、单纯超声组和微泡假照组进行实验.超声微泡组经静脉推注微泡0.1 ml/kg,超声辐照10 min;单纯超声组超声辐照10 min;微泡假照组仅静脉推注微泡0.1 ml/kg.各组循环注射伊文思蓝(EB)溶液示踪.随后视觉观察和定量分析前列腺EB漏出量,并行光镜检查.结果 超声微泡组的前列腺EB漏出量明显大于微泡假照组、单纯超声组(P＜0.01);光镜观察超声微泡组前列腺微血管破裂,组织间隙大量出血,血肿形成.结论 微泡激励的超声空化对兔前列腺有明显的机械损伤作用.     

低频聚焦超声联合微泡开放大鼠血脑屏障的时间参数对比研究

目的 探索低频聚焦超声联合微泡开放大鼠血脑屏障的辐照时长参数.方法 健康SD大鼠60只,随机分为对照组(A组)、超声组(B组)和超声微泡组,超声微泡组按辐照时间不同分为0.5min组(C1组)、1.0 min组(C2组)、1.5 min组(C3组)、3.0 min组(C4组);实验鼠经尾静脉注射自制微泡和伊文思蓝染料后,用频率为1 MHz,声强为4 W/cm2的低频聚焦超声以不同辐照时间辐照大鼠头部,采用组织学方法 观察大鼠血脑屏障的开放情况.结果 超声微泡组辐照时间0.5 min(C1组)未见脑组织蓝染,辐照时间1.0 min组(C2组)、1.5 min组(C3组)、3.0min (C4组)组均可见蓝染;HE染色检测3.0 min组(C4组)见血细胞.结论 低频聚焦超声联合微泡在频率为1 MHz、声强4 W/cm2、辐照时间1.0～1.5 min参数下可以局部开放血脑屏障.     

超声辐照微泡促进犬骨髓间充质干细胞归巢到心肌缺血部位的实验研究

目的 观察超声辐照微泡对犬骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)归巢到心肌缺血部位的作用.方法 6只健康杂种犬开胸建立心梗模型,随机分成实验组和对照组.1周后,实验组:经胸用频率为1 MHz,声强为1.0W/cm2的脉冲超声辐照,辐照10 min,同时静脉注射2 ml微泡造影剂.辐照完毕后经导管在冠脉口注射5 ml(浓度为1.35×106个/ml)用DAPI标记的MSCs.对照组不经超声辐照微泡单纯注射MSCs.5 d后处死动物,取心肌梗死边缘区组织,进行病理组织HE染色和激光共聚焦观察MSCs归巢到心肌缺血区情况.结果 病理组织HE染色观察到实验组心肌毛细血管外有红细胞漏出,而对照组未见红细胞漏出;激光共聚焦观察到实验组心肌组织内分布的MSCs明显比对照组多.结论 超声辐照微泡可促进MSCs归巢到心肌缺血部位,而对心肌组织无明显损伤.     

超声辐照微泡促骨髓间充质干细胞归巢于大鼠肾组织实验研究

目的 观察超声辐照微泡对大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)归巢于急性肾小管坏死模型肾组织的作用.方法 将制备成功的40只肾小管坏死模型大鼠随机分为5组(8只),即(1)单纯模型组(对照组);(2)0.5 W/cm2超声+微泡组(0.5 US+MB);(3)干细胞组(MSCs); (4) 0.5 W/cm2超声+微泡+干细胞组(0.5 US+ MB+MSCs);(5)1.0 W/cm2超声+微泡+干细胞组(1.0 US+ MB+ MSCs).7d后将各组大鼠处死,取材用于荧光显微镜观察MSCs在肾组织的分布情况,采用荧光定量PCR测定细胞间黏附分子1(ICAM-1)基因表达水平.结果 采用荧光显微镜观察,DAPI标记的MSCs细胞核(细胞核带蓝色荧光),1.0 US+ MB+ MSCs组肾组织骨髓干细胞数量明显多于0.5 US+ MB+ MSCs组及MSCs组(P＜0.05).0.5 US+MB组、0.5 US+ MB+MSCs组及1.0 US+ MB+MSCs组ICAM-1的基因水平明显高于对照组及MSCs组(P＜0.05).结论 1.0 W/cm2超声辐照微泡促进肾组织细胞ICAM-1表达增加,从而促进MSCs归巢于急性肾小管坏死模型的肾组织.     

低能量脉冲式超声联合微泡对兔VX2肿瘤微循环的阻断作用

目的探讨低能量脉冲式超声联合微泡对兔VX2肿瘤微循环的阻断作用及其病理机制。方法将36只皮下VX2荷瘤兔随机平均分成3组:超声微泡组注入0.2ml/kg体质量微泡5ml,并辅以超声辐照10min;单纯超声组注入生理盐水5ml,辐照10min;单纯微泡组仅注入0.2ml/kg体质量微泡5ml,不进行超声辐照。CEUS观察各组治疗前、治疗后0、30min、60min时血流灌注情况,比较各时间点的灌注面积。治疗后即刻随机选取各组6只荷瘤兔处死,完整切取肿瘤,行病理学检查。结果超声微泡组治疗后即刻肿瘤血流灌注完全消失,灌注面积为0,但30min及60min后灌注有所恢复,各时间点治疗后灌注面积显著大于治疗前(均P<0.05);大体病理检查见肿瘤微血管扩张、管壁结构崩解,弥漫性充血、出血和肿瘤组织水肿,局部血肿,形成血栓等。单纯超声组及单纯微泡组治疗前、后造影剂灌注面积无差异,肿瘤内部未见出血、水肿等。结论低能量超声联合微泡能够阻断肿瘤微循环,可能是由于空化效应导致血管壁损伤,组织水肿对局部肿瘤血液循环产生阻力,从而阻断肿瘤血液循环。     

脉冲高强度聚焦超声联合微泡非热损伤兔肝VX2移植瘤的病理观察

目的探讨脉冲高强度聚焦超声(HIFU)联合微泡非热损伤兔肝VX2移植瘤的病理变化。方法将36只荷瘤兔随机分为假照组、P-HIFU组和P-HIFU UCA组进行HIFU辐照,观察辐照后组织的病理学变化。结果假照组、P-HIFU组和P-HIFU UCA组TTC染色后,肉眼下各组肿瘤组织被均匀红染,而组织学检查显示P-HIFU组和P-HIFU UCA组肿瘤细胞有损伤征象,胞浆内有大小不等空泡。结论脉冲高强度聚焦超声(HIFU)以及联合微泡均可对兔肝VX2移植瘤通过非热损伤达到治疗目的。     

正交设计法优化低频超声联合微泡抑制小鼠前列腺癌细胞血管内皮生长因子表达的实验研究

目的采用正交实验设计法,探究低频超声联合微泡抑制小鼠前列腺癌细胞(RM-1)血管内皮生长因子(VEGF)表达的最优参数组合。方法选定超声功率、超声频率、辐照时间、微泡/细胞悬液体积比为正交优化的4个因素,每个因素设定4个水平,分别为超声频率:20 k Hz、80 k Hz、500 k Hz及800 k Hz;超声功率:100 m W/cm2、180 m W/cm2、270 m W/cm2及360 m W/cm2;辐照时间:30 s、60 s、90 s及120 s;微泡/细胞悬液体积比:10%、20%、30%、40%,按照四因素四水平设计正交实验表,得到16个实验组,各组按相应条件采用连续波辐照后细胞继续培养24 h,定量RT-PCR检测各组VEGF m RNA表达量从而获取最优组合条件。将小鼠RM-1细胞均分4组:对照组不进行任何处理;单独超声组采用正交实验设计法所得最优组合条件辐照细胞,但不加入微泡;单独微泡组仅加入最优百分体积的微泡;低频超声联合微泡组采用正交实验设计法所得最优组合条件辐照并加入最优百分体积微泡。各组处理后,即刻台盼蓝染色观察细胞的损伤情况;培养24 h后,采用Western blot印迹法检测小鼠RM-1细胞中VEGF表达量。结果抑制小鼠RM-1细胞VEGF m RNA表达的影响因素由大到小依次为:超声频率、超声功率、微泡/细胞悬液体积比、辐照时间;各因素不同水平的影响程度由大到小依次为:1超声频率:800 k Hz、500 k Hz、80 k Hz、20 k Hz;2超声功率:360 m W/cm2、180 m W/cm2、270 m W/cm2、100 m W/cm2;3辐照时间:30 s、90 s、120 s、60 s;4微泡/细胞悬液体积比:20%、10%、40%、30%。正交实验设计法所得最优组合条件为:超声频率800 k Hz、超声功率360 m W/cm2、超声辐照时间30 s及微泡/细胞悬液体积比20%。低频超声联合微泡组损伤细胞多于其他各组,单独超声组可见少量损伤细胞,对照组和单独微泡组损伤细胞极少。低频超声联合微泡组VEGF表达量少于其他各组,单独超声组表达量也少于对照组和单独微泡组,差异均有统计学意义(均P0.05)。结论低频超声联合微泡造影剂抑制小鼠RM-1细胞VEGF m RNA表达的最优组合条件为:超声频率800 k Hz,超声功率360 m W/cm2,超声辐照时间30 s,微泡/细胞悬液体积比20%。在此实验条件下可以显著抑制VEGF的最终表达量。     

超声波致小鼠胚胎急性死亡的机理及剂量研究

妊娠第10~11和第14~15天的BALB/C小鼠被麻醉后,经腹正中切口将子宫角外置于腹壁上。右、左侧子宫角近卵巢的第一或第二个着床点分别定为辐照组或假照组。用0.8MHz连续超声波分别以五种强度(OW/cm~2-假照:8W/cm~2,12W/cm~2,16W/cm~2,20W/cm~2)辐照158只妊娠鼠着床点,实时观察心电变化后,还纳子宫,关腹,于妊娠第18天时检查60只妊娠鼠作超声热效应研究。结果:心电消失后未再出现组中,胚胎的死亡率为100%,在妊娠第10~11天组中超声波致胚胎急性完全性死亡剂量为20W/cm~2,61秒:16W/cm~2,101秒,而妊娠第14~15天组的剂量是:20W/cm~2,68秒。用12W/cm~2,16W/cm~2和20W/cm~2三组声强辐照妊娠第14天胚胎着床点90秒,胚胎体内温度平均升高6.88℃,11.7℃和20.59℃。     

低频低强度超声对白色念珠菌急性损伤效应的实验研究

目的探讨低频低强度超声对白色念珠菌的急性损伤情况,以及对其细胞壁通透性的影响。方法取5 ml浓度为1.5×107 cfu/ml的白色念珠菌菌液于六孔板中。采用频率为42 k Hz、探头直径为5 cm的圆形平面超声治疗头,分别选择超声强度0.13 W/cm2、0.35 W/cm2辐照六孔板中的白色念珠菌菌液5 min(0.13 W/cm2组、0.35 W/cm2组);对照组不经超声辐照。培养48 h计数各组菌落在培养皿上的存活数。扫描电镜和透射电镜观察细菌外部形态、内部结构的损伤情况。结果对照组菌落计数为21 cfu,0.13 W/cm2组菌落计数为20 cfu;0.35 W/cm2组菌落计数为14 cfu。低频低强度超声辐照白色念珠菌后,扫描电镜下可见0.13 W/cm2组和0.35 W/cm2组菌体均明显肿胀、外形变大,细胞外液进入细胞内明显增加;0.35 W/cm2组透射电镜下见核物质在边缘聚集,细胞壁受损,形成空泡,大量细胞外液进入细胞。结论随着超声辐照强度的增加,白色念珠菌的死亡率显著增加;低频低强度超声辐照白色念珠菌能促进其细胞壁通透性的增加。     

高强度聚焦超声照射正常离体心肌组织的实验研究——局部心肌的凝固损伤范围与声辐照剂量的关系

目的　探讨高强度聚焦超声 (HIFU)非侵入性凝固局部心肌组织的能量 -效应关系。方法　采用不同强度 (110 0 0W /cm2 、15 80 0W /cm2 和 2 2 2 0 0W /cm2 )的HIFU ,在不同辐照时间 (1s、3s、5s和 8s)的作用下 ,对 2 0只正常猪离体心脏进行定位损伤 ,观察并测定损伤区的形态及体积 ,损伤区及其与周围正常组织交界处的组织同时送病理学检查。结果　不同剂量下HIFU所致的损伤体积范围分布在 (11.2± 1.9)mm3 ～(2 83 .2± 4.5 )mm3 之间 ,不同处理因素间的损伤体积差异具有显著性意义 (P <0 .0 5 )。损伤形态随剂量增大趋向不规则。组织学观察可见损伤区与周围正常组织分界明显。结论　HIFU可有效地使心肌组织发生凝固性坏死 ,但不侵及周围组织