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研究背景:近年来,超声靶向微泡破坏（Ultrasound-targeted microbubble destruction,UTMD）在超声治疗领域的应用和研究不断深入和强化。前期实验发现UTMD辅助化疗能够使靶区肿瘤药物浓度明显增加,有效抑制肿瘤生长,进而延长实验动物的生存期。此外,诊断超声联合微泡增强吉西他滨对胰腺癌的治疗效果也在临床试验中得到验证,实现了患者生存期的延长。超声增强肿瘤化疗的机制尚不完全清楚,可能有两个影响因素:首先是由于微泡空化效应对肿瘤微血管壁的损伤作用导致的炎症反应,具有扩血管作用的炎症因子释放,导致肿瘤微循环血流量的增加和释药增加;其次是超声空化效应导致的声孔效应,对薄弱的肿瘤血管可能造成机械性打孔损伤,在管壁上形成可逆性的微孔隙,血管通透性增高,从而提高靶区化疗释药浓度。然而血管扩张、血流增强和通透性增高可能增加肿瘤转移的风险,阻碍其临床应用。关于超声联合微泡对肿瘤转移的影响研究较少,而诊断级超声联合微泡增强肿瘤化疗对转移的影响更是鲜为报道。故本课题在前期实验结果基础上,通过改进VINNO 70超声诊疗一体机,对超声肿瘤血流效应增强化疗释药、机制以及转移风险进行深入研究。研究目的:1.通过改进的超声诊疗一体机,对超声联合微泡增强肿瘤组织血流效应以及提高局部药物浓度进行量化评估。2.初步探究超声联合微泡增强化疗的机制。3.观察超声联合微泡增强化疗对肿瘤生长抑制、远期多脏器转移及生存期的影响,评估该技术的有效性及可行性。材料和方法:1、主要实验仪器1.1 VINNO 70超声诊疗一体机（飞依诺科技有限公司,苏州）,线阵探头X4-12L。VINNO 70超声机采用治疗脉冲与诊断脉冲交替发射的VFlash治疗模式,改进后的超声机能从脉冲重复频率（Pulse repetition frequency,PRF）等多个参数调控机械指数（Mechanical index,MI）,调控超声空化,并能使超声能量在感兴趣区（Region-of-interest,ROI）内实现电子弱聚焦。1.2 ECARE超声机（医凯电子科技有限公司,珠海）,其治疗脉冲与诊断脉冲完全穿插发射。1.3 Vevo 2100超高分辨率小动物超声影像系统（富士Visual Sonics公司,加拿大）,利用21 MHz线阵探头进行二维扫查。2、主要实验试剂2.1造影剂:“脂氟显”脂质微泡造影剂,声诺维?造影剂;2.2盐酸阿霉素。3、实验动物新西兰大白兔4、实验方法实验一:超声肿瘤血流增强效应促进化疗释药及机制研究（1）VINNO 70微泡击破实验超声造影显示及峰值负压（Peak negative pressure,PNP）水听器测量。（2）33只新西兰大白兔VX2荷瘤兔随机分为3组,每组11只:单纯化疗组,VINNO超声治疗组1（PRF=1000 Hz,MI=0.29）,VINNO超声治疗组2（PRF=500 Hz,MI=0.34）。所有实验兔在实验前后均造影。所有实验兔均接受阿霉素化疗10 min,化疗结束后超声治疗组接受超声联合微泡治疗20 min,单纯化疗组仅接受化疗。（3）测量指标:治疗前后峰值强度、曲线下面积、灌注面积;高效液相色谱法、冰冻切片阿霉素荧光强度;电镜;活性氧（Reactive oxygen species,ROS）荧光强度。实验二:超声化疗对肿瘤转移及生存期的影响（1）44只荷瘤兔随机分为3组,对照组（n=16）,VINNO超声治疗组（MI=0.29）（n=17）,ECARE超声治疗组（MI=0.33）（n=11）。均接受3次阿霉素化疗10 min,化疗结束后超声治疗组接受超声联合微泡治疗10 min,单纯化疗组仅接受化疗。（2）测量指标:肿瘤生长率;实验兔生存期;肝、肺、脑及肾转移情况;各转移灶及原发肿瘤HE染色结果。结果实验一:超声肿瘤血流增强效应促进化疗释药及机制研究（1）VINNO 70超声测量:VINNO 70治疗模式下,ROI区域内微泡被击破,ROI外微泡相对未受影响。在距探头2cm及5cm处,水听器实测MI值与显示MI值有一定差距,因此有必要对参数进行实际校正。（2）血流效应:治疗前后灌注面积、峰值强度及曲线下面积皆表明超声治疗后即时血流增强,差异有统计学意义（P<0.05）。（3）肿瘤组织药物浓度:高效液相色谱法测量药物浓度,超声治疗组1药物浓度为对照组2.63倍,治疗组2药物浓度为对照组2.07倍（P<0.05）。冰冻切片观察阿霉素荧光,超声治疗组明显强于对照组。（4）超声联合微泡增强化疗机制分析:超声治疗组ROS平均荧光强度明显强于对照组（P<0.01）。电镜观察可见对照组血管结构完整,治疗组1血管基底膜破坏更彻底,而治疗组2血管基底膜部分保留。实验二:超声化疗对肿瘤转移及生存期的影响（1）转移情况:各组间转移评级及单器官转移灶均无明显统计学差异（P>0.05）。（2）肿瘤生长率:第3天时,各组肿瘤生长率无统计学差异（P>0.05）;第5天时,超声治疗组肿瘤生长率均明显低于对照组（P<0.01）。（3）生存曲线:VINNO超声治疗组>ECARE超声治疗组>对照组,但各组间无统计学差异（P>0.05）。结论1.超声联合微泡能有效提高兔VX2肿瘤血流灌注,显著增加肿瘤局部平均化疗药物浓度。其作用机制可能是超声空化效应导致的血管壁通透性增加及局部炎症反应。2.超声联合微泡增强化疗对肿瘤生长具有抑制作用,且未增加VX2肿瘤多脏器转移风险,对动物生存期不具有显著影响。