《超聲微泡送藥送基因的機制和控制》是依託深圳大學，由錢建庭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超聲微泡送藥送基因的機制和控制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：錢建庭
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超聲聯合微泡能在微小範圍內產生很大的機械應力,利用這種空化作用可以在活體內達到藥物和基因輸送效果，有望解決前沿醫學研究中大分子蛋白質藥物和基因在人體內輸送效率低的問題，是下一代醫學的關鍵技術之一。該技術的可行性已經在小動物實驗上獲得證明，但是轉化到人體的研究還有諸多關鍵科學問題有待解決，包括超聲微泡輸送藥物的物理機制尚未明確，也缺乏科學制定適用於病人的治療參數的新方法。本研究擬用氣泡物理理論研究超聲微泡在輸送藥物過程中的動力學，用有限元仿真探討血管壁、細胞等軟固體對微泡脈動的影響，和微泡脈動對血管壁和細胞膜的應力和微流場，並用超聲脈衝回波實驗測量微泡在治療用高強度超聲激勵下的聲學回響來驗證有限元仿真的結論，從根本上探討超聲微泡輸送藥物的物理機制，並從所獲得的微泡非線性聲學特徵研發可快速準確的補償人體衰減的新算法，為超聲微泡治療用於人體並制定個性化治療方案提供全新的解決思路和可行的科學方法。
結題摘要
在無創超聲治療過程中，在靶區之上的病人身體介質引入了未知數。在無創條件下估計人體的有效聲學參數是一項較大的挑戰。故此，美國FDA一般要求超聲治療在高端先進的MRI測溫成像監控下才能進行臨床醫療套用。國內使用MRI監控比較不實際，在缺乏實時測溫監控下進行的超聲治療效果較為不穩定，導致近年超聲治療的套用發展步伐放緩。 本課題提出以微泡造影劑作為測量在位聲場的探針，利用它的動態特性來估計病人身體的一些聲學特性，並用這些數據來最佳化、個性化超聲治療方案。為了完成這個目標，我們啟動了幾項相關的平台和技術開發工作，經過這四年的努力，最近終於獲得滿意的實驗數據，成功完成了原來的科學目標。具體的科研工作和成果如下： 用於實時監控的高速超聲造影成像：幀率可達到1-5千幀每秒。超聲治療進行時會對成像造成干擾，治療與監控需要切換，高速成像可以大大降低監控所需要的時間資源。 聚焦超聲二維陣列探頭與系統：研發了一台多通道發射系統及二維陣列治療超聲探頭，具有高解析度、及高速聚焦能力，可以實現任意的治療聲場與掃描路徑。可以結合實時監控功能，實現智慧型化的治療方案。 超聲聯合微泡的治療控制：建立並不斷地最佳化研究平台，採集了大量的數據，並進行分析後，證明了可以在多個參數都是未知數的情況下，利用微泡的動態行為特徵獲得介質的衰減值，並證明了利用微泡來個性化和最佳化超聲治療方案的可行性。 超聲測溫成像：利用高端超聲成像系統的多通道，多路徑的優點，研究了若干種有臨床套用潛力的基於超聲的無創測溫方法與測溫成像方法。 生物熱劑量模型：活組織受熱後的生物效應與沉積的熱量具有較為複雜的關係，我們建立了一個結合現實聲場數據、生物熱轉導方程和等效生物劑量的治療效應模型。並且開展了基於該模型的治療計畫的最佳化問題的研究工作。 本項目的研究成果，經過進一步的實驗和最佳化，可以在臨床套用中提供更科學的數據和治療計畫，期望為超聲治療授益於廣大病人群體這個重要的工程做出貢獻。
