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目的:1.研究一种新型脑胶质瘤瘤腔内置近距离放疗装置——放疗囊负载131Ⅰ(Iodine-131,碘131)近距离放疗的剂量学特征。2.探讨131Ⅰ近距离放疗杀伤培养C6胶质瘤细胞的有效剂量率及有效剂量,指导治疗计划。3.建立正常SD大鼠脑近距离放疗模型,用于研究放疗囊负载131Ⅰ近距离放疗对大鼠脑照射后早期放射性损伤,了解大鼠脑组织对131Ⅰ近距离放疗的耐受剂量。方法:1.建立负载131Ⅰ的放疗囊在等效均质介质中的数学模型,利用数学函数方法和蒙特卡模罗软件进行放射剂量学计算,了解放疗囊负载131Ⅰ近距离放疗的剂量学特点。2.将负载活度为60mCi131Ⅰ的放疗囊置于距离培养的C6胶质瘤细胞5mm、30mm处照射,持续72h/次,每隔4d用Annexin V-FITC/PI双染、流式细胞术以及克隆形成率法检测照射后C6胶质瘤细胞的凋亡率和细胞存活分数。3.通过手术,将放疗囊置于正常SD大鼠脑表面,CT扫描观察囊体形态和相对位置,建立大鼠脑近距离放疗模型。4.利用近距离放疗模型,将12只SD大鼠随机分为0 mCi、10 mCi、30 mCi、60mCi初始活度照射纽,各组大鼠于照射前、照射后8d、照射后32d均行头颅CT扫描检查。各组大鼠在照射32d后灌注处死取大脑,一侧大脑半球行病理HE染色,另一侧行透射电镜检查。结果:(1)放疗囊负载131Ⅰ近距离放疗主要利用高能γ射线,在介质中的吸收剂量率主要是LDR(low dose rate,低剂量率)和SLDR(sub-low doserate,亚低剂量率)。放疗囊负载131Ⅰ的近距离放疗时介质中的吸收剂量和吸收剂量率,随时间延长、距离的增加而呈非线性减小。介质(组织)各距离点的吸收剂量和吸收剂量率与初始活度成正比关系。(2)在放疗囊负载131Ⅰ近距离放疗照射C6胶质瘤细胞试验中发现,照射72h后,能诱导部分瘤细胞凋亡,凋亡率可达16.42±1.66%。另外发现瘤细胞存在增殖性死亡现象。瘤细胞存活分数在72h照射后下降,最低为59.0±2.39%。(3)在131Ⅰ近距离放疗时,较低剂量率(<400mGy/h)情况下,也可诱发C6胶质瘤细胞凋亡。在剂量率186.6-677.8 mGy/h区间,随剂量率加大,凋亡率反而在减小。诱导瘤细胞凋亡的有效吸收剂量率应≥47.64-61.65 mGy/h,72h累计吸收剂量≥3.9Gy。(4)在放疗囊负载131Ⅰ近距离放疗照射正常SD大鼠脑组织实验中发现,在131Ⅰ近距离照射32d后,累计吸收剂量>177.11Gy的大鼠脑组织在肉眼观察、光镜下和电镜下都出现了明显放射性脑损伤的病理学改变:脑液化性和/或凝固性坏死,坏死组织中胶质细胞、髓鞘等正常超微结构消失,脑血管内栓塞形成。坏死区的周围脑组织肿胀,部分脱髓鞘改变,线粒体颗粒脱失,絮状变。(5)正常大鼠脑组织吸收剂量<96Gy未检测到早期放射性脑损伤的病理改变。结论:1.放疗囊负载131Ⅰ近距离放疗是利用γ射线能量的LDR和SLDR放疗方式,并可通过增减131Ⅰ初始活度来调控相应距离的吸收剂量率和吸收剂量。2.放疗囊负载131Ⅰ近距离照射72h后可诱发C6胶质瘤细胞部分凋亡,瘤细胞存活分数下降。诱导C6胶质瘤细胞凋亡的有效剂量率应≥47.64-61.65 mGy/h,72h有效累计吸收剂量≥3.9Gy。3.对于放疗囊负载131Ⅰ近距离放疗,大鼠脑组织的耐受剂量是外照射损伤剂量的4倍,正常大鼠脑组织吸收剂量<96Gy为早期安全剂量。