基于体外三维肝癌细胞模型的射频消融增强不可逆电穿孔仿真与实验研究

发布时间：2025-06-29 18:02

　　不可逆电穿孔(IRE)是一种新型肿瘤消融方法,它通过电极向目标区域施加高压电脉冲从而产生脉冲电场,导致细胞膜在电场的刺激下产生亲水性微孔,并使其失去恢复能力。相比传统癌症医治手段,IRE消融区域界限明显且对肿瘤周围健康组织的伤害较小,但其主要弊端是对大尺寸肿瘤的不完全消融而导致癌症的复发。射频消融(RFA)是一种热消融技术,它利用高频交流电诱导肿瘤组织内带电粒子做高频运动,通过摩擦生热导致组织温度升高,继而发生凝固性坏死。针对IRE目前存在的问题,本文以人体肝癌细胞(HepG2)为实验对象,探究RFA预热组织对IRE消融效果的增强作用,并结合计算机模型分析其增强机理。本文主要的研究内容包括:(1)以体外三维肝癌细胞模型为对象,进行先RFA后IRE的消融实验;(2)搭建组织加热与电导率测量系统,测量不同温度下肝癌细胞模型的电导率,并确定其电导率随温度变化的函数关系;(3)建立RFA预热与IRE消融计算机模型,并将上述函数关系代入模型中,使模型中温度与电导率变化更符合实际情况;(4)对比模型仿真结果与实验结果,分析RFA预热对IRE疗效的增强机理。本文通过上述工作,得出以下结论:(1)RFA...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１电穿孔形成过程ＰＩ??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｐｏｒａｔｉｏｎ＾４２！??

逆电穿孔消融原理??２．１．１电穿孔形成原理??１９５６年，Ｆｒａｎｋｅｎｈａｕｓｅｒ等人首次详细地描述了细胞的不可逆电穿孔现象［３９】。但不??可逆电穿孔技术几乎从未被考虑应用于医疗领域，特别是癌症治疗中＿］。２０００年，Ｗｅａｖｅｒ??教授等人发现当对细胞施加适当剂量的直流电....

图２．２电穿孔形成原理图ｌ？ｌ??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｐｏｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ１４３１??

逆电穿孔消融原理??２．１．１电穿孔形成原理??１９５６年，Ｆｒａｎｋｅｎｈａｕｓｅｒ等人首次详细地描述了细胞的不可逆电穿孔现象［３９】。但不??可逆电穿孔技术几乎从未被考虑应用于医疗领域，特别是癌症治疗中＿］。２０００年，Ｗｅａｖｅｒ??教授等人发现当对细胞施加适当剂量的直流电....

图２．３基于能量的电穿孔模型的影响因素Ｉ—??Ｆｉ．?２．３?Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｆａｃｔｏｒｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｎｅｒ－ｂａｓｅｄ?ｅｌｅｃｔｒｏｏｒａｔｉｏｎ?ｍｏｄｅｌ［３０］??

集度的影响系数，它等于细胞半径与细??胞间距的比值。Ｌ是细胞充电时间常数，由细胞膜电容、细胞内电导率（ｊ（．和细胞外电??导率ｃｒｅ确定［４４４６］。所以，通过以上公式可估算出，要使一个半径为的真核细胞产??生ＩＶ的跨膜电压，需要对其施加强度至少６６７Ｖ／ｃｍ的电常??（Ｔ？表ｆ....

图２．４电穿孔冷冻显微镜图Ｍ??Ｆｉｇ．?２．４?Ｃｒｙ〇－ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｐｏｒａｔｉｏｎ！４８】??

华东理工大学硕士学位论文?第７页??上的磷脂双分子层结构立即发生改变，形成不可恢复的纳米级亲水性微孔，微孔逐渐变??大，最终细胞因膜彻底破裂而死亡，并通过免疫系统清除。早期的电穿孔理论也支撑了??这种原理，但由于现有的成像技术存在时间控制和空间分辨率上的局限性，所以细胞膜??表面....

本文编号：4054611