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第一部分: 目的:评价同步辐射相衬技术在小鼠肺癌发生、发展生长中的成像应用价值。方法:通过肺部原位种植Lewis肺癌细胞建立C57BL/6小鼠原位肺癌模型。分别用同步辐射吸收和相衬成像对小鼠离体样品(肝脏和肺癌)、活体小鼠肺癌进行成像,比较两种成像技术的成像特点。对同一只C57BL/6小鼠种植Lewis肺癌细胞前,种植后12 h和36 h进行相衬成像。利川相衬成像对细胞种植后3d,5d和7d的肿瘤进行测量,每个时间点采集6只小鼠图像,然后进行相应的病理分析。 结果:同步辐射相衬成像能为小鼠离体样品(肝脏和肺癌)和活体小鼠肺癌提供比吸收成像图像质量更高、对比度更强的影像。早期肺癌的同步辐射相衬成像可以发现,肿瘤组织的密度比正常组织高,在种植后36 h内随着时间推移,密度越来越高。肿瘤进展期的相衬成像和病理分析都提示随时间推移肿瘤的体积越来越大。相衬成像对细胞种植后3 d,5 d和7 d的肿瘤最大径的测量结果分别为2.15±0.27mm,3.77±0.38mm和5.20±0.55 mm,相应的病理结果分别为1.87±0.43mm,3.58±0.72mm和4.82±0.57 mm,两组测量结果间不存在统计学差异(P均>0.05)。 结论:通过利用反映相位差异的同步辐射相衬成像技术,可以为早期发现肺癌提供帮助;同步辐射相衬二维成像对测量肿瘤具有一定的应用价值。 第二部分: 目的:评价微气泡作为同步辐射相衬对比剂进行血管成像的可行性. 方法:本研究利用医用和自制两种微气泡。医用微气泡为Bracco公司提供的临床常用超声微气泡;自制微气泡依照先前文献报道进行制备。将100μ1含有3×106个SPC-A1肺癌细胞的PBS注射到BALB/c裸鼠后背皮下建立肺癌皮下瘤模型。通过插管技术将对比剂经颈外动脉注入裸鼠血管内。利用同步辐射吸收和相衬成像对医用微气泡进行体外成像,比较微气泡在两种成像技术中的影像特征。对两个血管内分别装有生理盐水和空气的裸鼠肾脏进行相衬成像,比较两者的影像表现。利用相衬成像对血管内分别装有医用微气泡和自制微气泡的裸鼠肾脏进行成像,分析其影像表现。以自制微气泡为对比剂对活体裸鼠皮下瘤的肿瘤血管进行相衬成像。最后,将BaSO4注入裸鼠血管内,采用同步辐射CT成像对肿瘤血管进行三维成像。 结果:医用和自制微气泡的平均粒径分别为2.5μm和9μ m,分别界于1~10μm和1~22μm之间。相衬成像对医用和自制微气泡的显示明显比吸收成像清晰许多。同样,相衬成像对含气肾血管的显示明显比含有生理盐水的肾血管清晰。微气泡可以提高血管与周围软组织的衬度差异,使得含有微气泡的血管能被清晰地显示出来。同步辐射CT成像利用BaSO4为对比剂能提供持续的强化效应,可以得到肿瘤血管的三维图像。 结论:基于微气泡为对比剂的同步辐射相衬成像技术能提高血管与周围软组织间的对比度,实现清晰的血管成像。但由于微气泡在水中会逐渐溶解消失,目前还不能将其运用到需扫描较长时间才能完成的同步辐射CT成像上。因此,该成像技术可以被利用来作为常规血管成像的一个补充性的成像方法. 第三部分: 目的:分析携VEGFR2抗体靶向PLGA微粒(PLGAv)作为同步辐射相衬对比剂评价细胞表达的VEGFR2的可行性。 方法:采用双乳剂/溶剂萃取法制备PLGA微粒;利用溴化氰表面激活法合成PLGAv微粒;利用光镜和电镜对PLGA微粒形态、大小进行分析;利用激光粒径测量仪对其表观及粒径分布进行分析。选取Lewis肺癌细胞和HUVEC细胞进行细胞结合实验,利用免疫组化分析判断PLGA微粒携带抗体的效能,并分析所选取细胞系VEGFR2的表达情况。利用同步辐射吸收和相衬成像对PLGA微粒进行体外成像,结合相应的灰度分析,比较PLGA微粒在两种成像技术中的影像特征。利用相衬CT对与PLGA微粒孵育后的Lewis细胞进行成像。同时,对装有PLGA微粒的离体血管进行相衬CT成像,研究PLGA微粒作为相衬CT对比剂进行肿瘤血管靶向VEGFR2成像潜在可能。 结果:从光镜和电镜分析结果可知,PLGA微粒呈球形,表面光滑。微粒的平均粒径为2.2μm,界于0.8~2.8μm之间。免疫荧光分析证实靶向PLGA微粒表面携有VEGFR2抗体,选取的Lewis和HUVEC细胞均有VEGFR2的表达。细胞结合实验结果可以发现,靶向PLGA微粒结合到Lewis或HUVEC细胞表面的数量明显多于非靶向PLGA微粒(P均<0.001)。靶向PLGA微粒结合到单位Lewis细胞表面的数量为8.12±0.86个,结合到单位HUVEC细胞表面的数景为47.20±10.82个;非靶向PLGA微粒结合到单位Lewis细胞表面的数量为0.48±0.33个,结合到单位HUVEC细胞表面的数量为0.64±0.31个。靶向PLGA微粒对HUVEC细胞的粘附能力是非靶向PLGA微粒的73.8倍。无论是Lawis细胞还是HUVEC细胞,非靶向PLGA微粒对其粘附能力都很低。在同步辐射吸收成像中,可以发现PLGA微粒与周围生理盐水问没有存在明显衬度差异,难以观察到PLGA微粒。而在相衬成像中,则能够清晰地观察到PLGA微粒。从灰度分析图中,可以发现PLGA微粒在相衬像上产生比吸收像更加明显的灰度变化。PLGA微粒具有比微气泡更加稳定的形态特点,因此可利用它作为同步辐射相衬CT对比剂。此外,相衬成像能为PLCA微粒与血管提供良好的对比度。 结论:基于PLGA微粒为对比剂的同步辐射相衬成像技术可作为评价VEGFR2表达的一种全新、有前途的成像方法。PLGA微粒能被用来作为二维和三维相衬成像对比剂。该非侵入性成像方法可对VEGFR2进行影像学上的三维观察分析,具有监测肿瘤新生血管及判断疗效的潜在应用价值。此外,同步辐射相衬成像使低密度物质能作为X线对比剂,为今后新型对比剂的研发提供新思路。