重频纳秒脉冲电场对肿瘤细胞生物学效应的影响研究

【作者】 殷胜勇； 刘振； 郭丹婧； 邓官垒； 郑超； 周琳； 闫克平； 郑树森；

【机构】 浙江大学医学院医学院附属第一医院； 浙江大学工业生态与环境研究所； 浙江省医疗器械审评中心；

【摘要】 目的 :利用100us脉宽的高压脉冲电场导致肿瘤细胞发生不可逆电穿孔这一细胞生物学效应,近两年应用于肝癌局部消融的新器械——纳米刀在临床上获得了广泛的关注。纳秒脉冲电场能够更进一步提高这种非热消融新方法的优势,但其细胞生物学效应机制不明,影响了该技术的临床转化。方法 :我们自制了一套能够研究纳秒脉冲电场影响细胞生物学功能的研究装备,结合显微成像,流式细胞检测,冷冻透射电镜,场发射扫描电子显微镜,细胞活力分析等研究方法,研究了重复频率纳秒脉冲电场引起的细胞生物学效应。结果 :当脉冲强度达到一定幅度,纳秒脉冲电场消耗更低的能量就能够造成不同来源的人源性肝细胞发生水肿,细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻,微绒毛结构消失,对小分子染料PI通透,细胞膜出现短径超过100nm的不规则孔隙或裂纹。电场内的肝癌细胞细胞膜通透能力的增加在2小时内持续增加。结论 :本文提出了确切的实验证据,表明重频纳秒脉冲电场能够导致明确的肝癌细胞膜受到可直接观察到的损伤,消耗很少的能量就能导致肝细胞坏死,可以作为新一代肿瘤非热消融新器械的能量源。更多还原