“給我一管微球,我能撼動腫瘤” 小編這里引用了北京友誼介入中心張致遠(yuǎn)先生的一篇文章題目來寫一下掃描電鏡在藥物微球中的應(yīng)用。首先,需要了解腫瘤的概念,小編不是此領(lǐng)域的專業(yè)人士,百度了一下:
腫瘤(tumour)是指機體在各種致瘤因子作用下,局部組織細(xì)胞增生所形成的新生物,因為這種新生物多呈占位性塊狀突起,也稱贅生物。
腫瘤是一個富含血液供應(yīng)的組織,沒有血管供應(yīng)營養(yǎng),腫瘤就沒有辦法生存。[1]
(圖片來自網(wǎng)絡(luò),圖侵刪)
在介入治療技術(shù)中,經(jīng)導(dǎo)管血管栓塞術(shù)(TACE)是非常重要的一類技術(shù),主要是經(jīng)動脈或靜脈內(nèi)導(dǎo)管將栓塞劑注入到病變靶器官的供應(yīng)血管內(nèi),使血管發(fā)生閉塞,中斷血液供應(yīng)。
目前,有前景的栓塞劑為載藥栓塞微球(DEB-TACE)。DEB-TACE 是一種新型可加載化療藥物的栓塞材料,能與蒽環(huán)類藥物(阿霉素或表柔比星等)結(jié)合。
與傳統(tǒng)栓塞劑相比,DEB-TACE 載藥速度快,載藥量大,可以延長藥物與腫瘤細(xì)胞的作用等優(yōu)勢。2006 年國外報道將載藥栓塞微球植入在腫瘤血液循環(huán)中來治療結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移,取得了良好的療效。至今已經(jīng)過了十多年,國內(nèi)自主研發(fā)的載藥微球上市的也僅有幾種,CalliSpheres 載藥微球是其中之一。該微球:
· 呈球形、表面光滑、尺寸均一,有著高度的血管順應(yīng)性,利于 “超選擇” 靶向介入治療,對腫瘤供血靶血管的栓塞更;
· 具有*的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可以吸附藥物和實現(xiàn)緩釋;
· PVA 材料不可降解,可以堵塞腫瘤血管,減少手術(shù)次數(shù)。
可見,載藥栓塞微球本身的材料、形貌、尺寸以及內(nèi)部的結(jié)構(gòu)對其性能有著重大的影響。因此,在研究開發(fā)新型栓塞劑時,對于載藥栓塞微球的這些性質(zhì)參數(shù)準(zhǔn)確表征顯得至關(guān)重要,一般采用掃描電鏡(SEM)來表征。
下面筆者就如何使用 SEM 準(zhǔn)確地對微球的形貌、尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行表征談?wù)勑牡谩]d藥微球一般表征的方法:
1. 制備好的微球進行脫水干燥處理,一般常用冷凍干燥或者 CO2 臨界點干燥;
2. 對于表面形貌及尺寸的表征,采用 SEM 觀察前要進行鍍金處理,也可以采用低電壓觀察。
3. 對于截面的觀察,常用的比較經(jīng)濟的制樣方法是用鋒利的刀片隨機進行裁切,或者用液氮浸泡,然后用鑷子擠碎顆粒。
上面的方法缺點在于:
脫水處理過程耗時耗力,且脫水干燥后,微球表面形貌多多少少都會發(fā)生失水皺縮,尺寸變小,不能準(zhǔn)確地表征微球的性質(zhì)參數(shù),因為這些微球都是在液態(tài)的環(huán)境中發(fā)生作用的。
其次,對于截面的觀察,隨機性太大,如對于一些比較堅硬的呈球形的微球,用刀片裁切時,微球會發(fā)生滑移,難以得到一個平整的截面。
為了解決這些問題,小編利用飛納電鏡的溫控樣品杯(簡稱:冷臺)對其進行觀察。其原理很簡單,用一個快速制冷的裝置,把懸浮在溶液中的載藥微球冰凍,直接放入掃描電鏡中進行觀察。通過這種方法進行截面觀察時,只需采用特制的道具進行切割即可。
冷凍干燥、噴金處理后的掃描電鏡圖像
通過飛納電鏡冷臺直接冷凍觀察
圖2
圖 2 是載藥微球的掃描電鏡圖像。上圖是經(jīng)過常規(guī)的脫水干燥處理所得到的圖片,其直徑約為 700 nm,表面皺縮嚴(yán)重,微球表面沒有任何孔洞,與真實的微球形貌天差地別。下圖是直接把懸浮在溶液中的微球冷凍觀察,得到了微球原始的表面形貌和尺寸,微球表面為多孔結(jié)構(gòu),直徑約為 500-700 μm。
在冷凍的狀態(tài)下,采用特制的工具,對微球進行切割,可以得到非常規(guī)整的截面,如圖 3 所示,這個載藥微球的截面為蜂巢狀結(jié)構(gòu),大大提高了其載藥能力。
圖3 載藥微球截面
除此之外,還可以利用飛納電鏡的孔徑分析測量統(tǒng)計系統(tǒng),自動統(tǒng)計微球截面孔洞的孔徑分布,如圖 4 所示。
圖4 左上為 SEM 圖,右上為孔徑識別圖,下邊為孔徑分布
雖然 DEB-TACE 技術(shù)在治療腫瘤方面取得了不錯的效果,但是腫瘤的治療提倡綜合治療理念,根據(jù)患者情況的不同,必須結(jié)合其他治療技術(shù)為患者提供完整的治療方案。
后祝愿大家身體健康,工作順利,天天好心情!
誠摯感謝
廣州醫(yī)科大學(xué)杜玲然老師提供的掃描電鏡圖片及內(nèi)容指導(dǎo)。
參考文獻
[1] 京友誼介入中心張致遠(yuǎn)《給我一管微球,我能撼動腫瘤》
[2] 洛陽市中心醫(yī)院王硯亮《“載藥微球”——肝癌患者治療的新武器》
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