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研究背景:将微波原位消融用于恶性骨肿瘤的保肢手术,克服了传统人工假体置换机械性失效的缺陷,开辟了一条生物性重建的新路。但热消融后残留骨丧失骨诱导活性,灭活骨再血管化缓慢,部分患者骨折及康复时间长,为解决这些问题,拟引入新的灭活手段:不可逆电穿孔(IRE)。IRE的优点是在细胞水平灭活组织,不影响组织结构、蛋白活性,并可精确控制等,IRE的引入有可能解决上述问题,并有可能进一步扩大保肢的适应症。研究目的:设计实验分别验证细胞及组织水平IRE的有效性以及对神经的影响。研究方法:1.将IRE作用于人肉瘤细胞系SOSP-9607,参数为脉冲波长100μs,脉冲间隔100ms,通过细胞台盼蓝染色、CCK-8细胞活性检测、甲苯胺蓝染色的方法观察不同电场强度和脉冲数目对骨肉瘤细胞的作用,初步测定骨肉瘤细胞IRE灭活的阈值;2.将IRE作用于大鼠腓肠肌组织,参数为电场强度约为3000V/cm,脉冲长度100μs,脉冲数目10个,通过术后组织大体观察和HE染色,观察IRE对组织的灭活作用,验证与其他现有的肿瘤消融方法相比IRE存在的优点;3.将IRE作用于大鼠坐骨神经,参数为电场强度约为3800V/cm,脉冲长度100μs,脉冲数目10个,通过术后足迹实验计算坐骨神经功能指数(SFI)、神经电生理检测、坐骨神经HE染色、电镜检测、甲苯胺蓝染色、坐骨神经支配肌肉HE染色观察术后神经功能恢复情况。研究结果:1.1000V/cm,60个脉冲以及1500V/cm,30个脉冲可以有效的完全灭活肿瘤细胞,并在继续孵育24小时后,通过CCK-8细胞活性检测以及甲苯胺蓝染色均未发现有肿瘤细胞增殖,可以达到很好细胞灭活效果。而1000V/cm,30个脉冲的能量强度,虽然IRE处理后即时观察只有极少的细胞存活,但是经过24小时孵育后,发现这部分细胞有了一定程度的增殖。IRE可以有效灭活骨肿瘤细胞2.IRE处理后灭活区域与正常组织界限明显,无论在大体上还是组织学上均清晰可见。组织学上肌肉细胞凋亡、崩解,灭活效果显著。验证了IRE在组织灭活方面的特点,包括有效灭活、诱导细胞凋亡、灭活时间短、保留重要结构、不影响大血管通畅、灭活区域界限清楚等。3.IRE作用于大鼠坐骨神经,可使神经功能暂时丧失,但神经电生理检测、组织形态学以及行为学分析均可表明术后7周神经功能可以得到完全恢复。结论:IRE技术是治疗骨与软组织肿瘤的有效方法,并可以进一步扩大保肢治疗的适应症。