CN104083829A

CN104083829A - 诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法

Info

Publication number: CN104083829A
Application number: CN201410337698.6A
Authority: CN
Inventors: 崔海; 徐亚丽
Original assignee: Second Affiliated Hospital of TMMU
Current assignee: Second Affiliated Hospital of TMMU
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2014-10-08

Abstract

诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法，它涉及超声治疗技术领域，它的诊断超声辐照处理方法如下：选用诊断级超声仪器，配以具有矩阵阵列的超声探头，以颞侧颅骨为超声辐照声窗，探头固定保持与水平倾斜呈15°～30°角，与皮肤接触面均匀涂抹超声专用耦合剂；调节探头固定频率和机械指数MI，频率范围为1.7～3.0MHz，机械指数范围为0.6～1.3MPa；建立静脉通道注射等比例体重微泡，同时启动诊断超声辐照处理。它使诊断级超声联合微泡的生物学效应技术能在安全、经济的基础上最大程度上为颅内局灶性疾病药物跨血脑屏障治疗的输送方式提供更多的途径。

Description

诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法

技术领域：

本发明涉及超声治疗技术领域，尤其是一种有效、可选择性、无创性超声增强治疗方法，具体涉及一种诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法。

背景技术：

在临床颅内局限性疾病药物治疗中，血脑屏障的微环境起着至关重要的调节功能，但也限制了绝大部分药物进入病灶发挥其疗效，即使增加注射治疗药物剂量，到达病灶的药物含量也几乎甚微。血脑屏障由三层结构构成，主要包括：内皮细胞层、基底膜层、外周星形胶质细胞层。因此，如何有效的、可逆性的增强血脑屏障通透性是提高药物输送的关键技术；在此基础上如何能选择性的增强血脑屏障通透性而不影响正常脑组织结构功能的完整性是提高局限性药物跨血脑屏障输送的关键技术。

目前改善血脑屏障通透性的方法主要包括有以下几种。

1、治疗超声2、聚焦超声3、放射线。

目前治疗超声、聚焦超声、放射线在改善血脑屏障通透性的技术的不足，主要包括：声学功率偏大、所需组建仪器偏大，不利于临床应用技术的开展；在提高血脑屏障通透性的同时伴有微血管周围正常组织细胞的破坏和损伤，聚焦超声可出现局部组织温度短暂升高的现象。而诊断级超声仪器已广泛应用普及于临床疾病的诊断、评估临床治疗效果，诊断级超声仪器的相关声学参数均通过医疗器械专业机构检测认证并获得临床技术应用许可，且具有声学能量较低的特点，可便捷式操作、可行性好，有利于临床超声技术的开展。

在诊断超声辐照过程中，采用优化的超声辐照处理组合模式，包括：超声探头辐照角度、辐照时间、声压、微泡剂量，实现增强单侧大脑半球血脑屏障通透性的特点，而对侧大脑半球血脑屏障结构、功能保持其完整性，未发生明显的变化。

发明内容：

本发明的目的是提供一种诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法，它使诊断级超声联合微泡的生物学效应技术能在安全、经济的基础上最大程度上为颅内局灶性疾病药物跨血脑屏障治疗的输送方式提供更多的途径。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：

它的诊断超声辐照处理方法如下：

选用诊断级超声仪器，配以具有矩阵阵列的超声探头，以颞侧颅骨为超声辐照声窗，探头固定保持与水平倾斜呈15°～30°角，与皮肤接触面均匀涂抹超声专用耦合剂；调节探头固定频率和机械指数MI，频率范围为1.7～3.0MHz，机械指数范围为0.6～1.3MPa；建立静脉通道注射等比例体重微泡，同时启动诊断超声辐照处理。

所述微泡是超声造影剂微泡，采用静脉注射的给药方式，微泡的剂量按每公斤体重500～1000μl。微泡造影剂主要用于靶向性的增强血脑屏障通透性，在安全性、有效性的基础上完成，且可利用靶向性增强通透性的效应实现非创伤性的药物输送或基因转染。

所述诊断超声辐照时间为5～10分钟。

本发明血脑屏障通透性增强评价指标：

血脑屏障通透性增强检测，用伊文思蓝EB示踪剂和硝酸镧示踪剂，一般情况下EB进入血液循环后，迅速与血红蛋白结合成大分子物质，不会跨越出正常完整的血脑屏障，而血脑屏障通透性增强后，EB可通过内皮细胞间隙，跨基底膜层渗入脑组织内，由此可用脑组织EB含量做定量分析；EB在绿色荧光激励下呈现红光，同时可做脑组织内EB沉淀的荧光定量分析，硝酸镧为一种微小金属颗粒物，在电镜下可示踪观察血脑屏障通透性的变化。

本发明主要借助于超声生物学效应包括：空化效应、热效应、超声辐射力，在不同生物学效应共同协同作用下，有效的、可选择性的、可逆性的增强血脑屏障通透性，使药物通过通透性增强的内皮细胞紧密连接间隙，跨基底膜层，渗入脑组织内，提高脑组织内药物的浓度，发挥其药物的疗效。并通过优化的诊断超声处理模式组合，包括：超声探头辐照角度、辐照时间、声压、微泡剂量，实现增强血脑屏障通透性的范围控制在单侧大脑半球内，而对侧大脑半球的血脑屏障基本结构、功能保持其完整性。

附图说明：

图1是本发明诊断超声联合微泡辐照的超声处理示意图；

图2-A是本发明中EB示踪观察诊断超声联合微泡增强单侧血脑屏障通透性伊文思蓝渗出示意图；

图2-B是本发明中EB示踪观察诊断超声联合微泡增强单侧血脑脑组织内EB定量分析，a-对侧，b-辐照侧；

图3-A是本发明中激光共聚焦荧光显微镜下EB外渗荧光示意图，L-对侧，R-辐照侧；

图3-B是本发明中激光共聚焦荧光显微镜下荧光强度积分光密度值，a-对侧，b-辐照侧；

图4是硝酸镧示踪观察血脑屏障通透性的变化；A：空白组；B：对侧；C：辐照侧；D：辐照侧。

具体实施方式：

参照图1-图4，本具体实施方式采用以下技术方案：它的诊断超声辐照处理方法如下：

选用诊断级超声仪器1，配以具有矩阵阵列的超声探头2，以颞侧颅骨为超声辐照声窗，探头固定保持与水平倾斜呈15°～30°角，与皮肤接触面均匀涂抹超声专用耦合剂；调节探头固定频率和机械指数MI，频率范围为1.7～3.0MHz，机械指数范围为0.6～1.3MPa；建立静脉通道注射等比例体重微泡，同时启动诊断超声辐照处理。

所述诊断超声辐照时间为5～10分钟。

本具体实施方式血脑屏障通透性增强评价指标：

本具体实施方式与现有技术相比具有以下优势：使诊断级超声联合微泡的生物学效应技术能在安全、经济的基础上最大程度上为颅内局灶性疾病药物跨血脑屏障治疗的输送方式提供更多的途径。

实施例：

选用健康级SD大鼠4，雌雄不限。每只大鼠超声辐照侧大脑半球为实验组，对侧大脑半球为对照组。

诊断超声处理参数包括：探头频率1.7/3.3MHz，机械指数(Mechanical index，MI)1.3MPa，超声辐照处理10分钟。血脑屏障通透性增强检测指标包括：EB标准曲线建立和DU800紫外线分光光度仪测量脑组织内EB含量。激光共聚焦荧光显微镜下观察血脑屏障通透性增强变化后脑组织内EB的沉淀含量及荧光强度积分光密度值。透射电镜下用硝酸镧示踪观察血脑屏障通透性增强后的变化。

结论：

1、如图1所示，诊断超声联合微泡辐照SD大鼠4颞侧颅骨声窗，调整超声探头2角度呈水平15°～30°角；通过尾静脉注入微泡造影剂6及伊文思蓝示踪剂5；

2、如图2-A、图2-B、图3-A、图3-B所示，a：对侧，b：辐照侧，两侧大脑半球EB定量分析有显著性统计学差异(P＜0.01)；在激光共聚焦荧光显微镜下可见辐照侧红色光斑明显高于对侧，两侧大脑半球荧光强度积分光密度值也有显著性统计学差异(P＜0.01)；说明超声辐照侧大脑半球内的EB外渗明显增加，血脑屏障通透性显著增强，而对侧大脑半球未见EB明显渗出，血脑屏障通透性未明显改变。以上两种观察指标及定量分析观察均表明诊断超声联合微泡增强单侧血脑屏障的通透性。

3、如图4所示，硝酸镧示踪观察血脑屏障结构变化；A、对照组、B、对侧、C、辐照侧、D、辐照侧；对侧大脑半球血脑屏障通透性未见明显改变，硝酸镧被限制在内皮细胞紧密连接的第一层处(B--箭头)，周围神经元组织间隙未见渗出；辐照侧血脑屏障通透性明显增加，硝酸镧沿增宽内皮细胞间隙通过基底膜层(C--箭头)，外渗到神经元组织间隙(C--星点)，并停留在神经细胞膜表面；在神经组织间隙广泛的弥散(D--星点)。说明通过硝酸镧示踪剂进一步观察到血脑屏障通透性增强的变化。

本以上所述是本发明优选诊断级超声声学参数实施方式，对本领域技术人员来说，在不脱离发明结构的前提下，还可以就相关超声声学参数进行若干变形和改进，这些也被视为本发明的保护范围，这些都不影响本发明实施的有效性和专利的实用性。

Claims

1.诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法，其特征在于它的诊断超声辐照处理方法如下：

2.诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法，其特征在于它主要借助于超声生物学效应包括：空化效应、热效应、超声辐射力，在不同生物学效应共同协同作用下，有效的、可选择性的、可逆性的增强血脑屏障通透性，使药物通过通透性增强的内皮细胞紧密连接间隙，跨基底膜层，渗入脑组织内，提高脑组织内药物的浓度，发挥其药物的疗效，并通过优化的诊断超声处理模式组合，包括：超声探头辐照角度、辐照时间、声压、微泡剂量，实现增强血脑屏障通透性的范围控制在单侧大脑半球内，而对侧大脑半球的血脑屏障基本结构、功能保持其完整性。

3.根据权利要求1所述的诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法，其特征在于所述微泡是超声造影剂微泡，采用静脉注射的给药方式，微泡的剂量按每公斤体重500～1000μl。

4.根据权利要求1所述的诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法，其特征在于所述诊断超声辐照时间为5～10分钟。

5.根据权利要求1所述的诊断超声联合微泡作为增强单侧血脑屏障通透性的方法，其特征在于血脑屏障通透性增强评价指标：血脑屏障通透性增强检测，用伊文思蓝EB示踪剂和硝酸镧示踪剂，一般情况下EB进入血液循环后，迅速与血红蛋白结合成大分子物质，不会跨越出正常完整的血脑屏障，而血脑屏障通透性增强后，EB可通过内皮细胞间隙，跨基底膜层渗入脑组织内，由此可用脑组织EB含量做定量分析；EB在绿色荧光激励下呈现红光，同时可做脑组织内EB沉淀的荧光定量分析，硝酸镧为一种微小金属颗粒物，在电镜下可示踪观察血脑屏障通透性的变化。