定制设计的基于激光的加热装置用于在磁共振成像引导下触发热敏脂质体释放顺铂

本实验的总体目标是展示一种自行研制的基于激光的加热装置的操作方法，该装置可用于局部加热皮下肿瘤，以递送热激活脂质体制剂。首先通过脂质膜形成、水合挤出和透析制备 HTLC 制剂来实现这一目标。第二步，将宫颈癌细胞接种至供体小鼠体内。

经过四到五周后，将肿瘤切除并切成碎片，分别植入受体小鼠体内。最后一步是使用基于激光的加热系统将受体小鼠的肿瘤局部加热至 42 摄氏度。该基于激光的加热装置具有 MR 兼容性，可在光照过程中实时监测组织温度的变化，且设备小巧便携，便于在小型动物磁共振成像仪的孔径内对肿瘤进行简单而有效的加热。

最终，可通过实时磁共振成像监测热敏性 HTLC 的热激活释放。与现有的方法（如使用水浴或加热导管）相比，本技术的主要优势在于，该方法可在启动热疗后一至两分钟内实现对肿瘤的适形加热，并允许实时调节激光功率，从而最大限度地减少治疗过程中的温度波动。我们最初是在开展 HTLC 热敏脂质体配方的体内研究时提出这一方法的设想。

我们发现现有方法无法有效实现皮下肿瘤的局部加热。脂质体制备步骤将由我实验室的博士生Myung进行演示。制备脂质体时，首先将新配制的脂质混合物与新配制的脂质药物混合物混合，随后进行一小时的水合，每15至20分钟涡旋振荡一次。在脂质混合物水合的同时，组装10毫升挤出器，配备两组200纳米聚碳酸酯滤膜，将挤出器的加热筒连接至设定为70摄氏度的循环水浴，并将装置连接至压缩氮气罐。

水合后立即立即将脂质转移至挤出器腔室，并打开氮气流。然后在200 PSI的压力下使脂质体通过膜进行挤出，将收集的脂质体置于50毫升圆锥管中，并将该管置于70摄氏度的水浴中。将脂质体挤出五次后，拆卸装置，并使用两叠100纳米聚碳酸酯滤膜重新组装装置。

将压力设定为 400 PSI，并如前所述将脂质体挤出 10 次。收集最后一次挤出的脂质体至 15 毫升锥形管中，使脂质体冷却至室温，随后通过离心沉淀不溶性顺铂，然后在无菌条件下，使用截留分子量为 15,000 的透析袋，将脂质体在 0.9% 生理盐水中透析过夜。为植入宫颈肿瘤异种移植物，从 90% 汇合度的培养物中收获约 180 个细胞，并通过血球计数板计数存活的宫颈癌细胞数量。

用细胞计数仪计数后，将细胞稀释至每100微升含1×10⁶个细胞。所有动物实验均在Star Innovation Center进行，使用游标卡尺测量，通过肌内注射将雌性skit小鼠后肢腓肠肌接种，持续监测所形成肿瘤的大小，直至肿瘤最长径达到9至12毫米。随后将肿瘤从供体小鼠中切除，并切成2至3立方毫米大小的组织碎片。

现在剃除受体动物左侧后肢的毛发，并在裸露的皮肤上做一个切口。通过切口将一块供体肿瘤组织皮下植入，并在植入后三到五天使用一至两个伤口夹闭合皮肤。移除伤口夹，让肿瘤生长两到三周，以进行热疗处理。

首先，将激光光纤的一端连接至激光设备，另一端连接至照明装置。接着，将27号注射导管插入麻醉后受体小鼠的尾侧静脉，随后将22号导管插入肿瘤中心部位。然后将光纤温度探针置入中空导管内以监测任何温度变化，并用照明装置完全覆盖整个肿瘤。最后。

将功率设置为0.8至1瓦，然后打开激光器并等待温度上升；在整个治疗过程中，手动调节激光功率在0.1至0.8瓦之间，以使肿瘤温度维持在42摄氏度，如本图所示的热处理肿瘤横截面所示。假设总功率为1瓦，肿瘤内任意位置的最大辐照率（fluence rate）为70毫瓦每平方厘米，而在皮肤深度处的肿瘤内辐照率为最大值的50%，该数据已通过质子共振频率偏移法进行磁共振测温验证。使用基于激光的加热装置可生成相对均匀的温度分布图，如图中所示，该图记录了相对于加热前点源测量获得的绝对基线值的相对温度变化。在注射钆HTLC后，通过磁共振信号分析发现，与未加热的胫骨肌相比，加热后的肿瘤显示出最高的相对信号增强，并在整个加热期间维持该信号水平。一旦掌握，若操作得当，该技术可在15分钟内完成设置，为热敏性脂质体制剂的临床前评价提供一种有价值的工具。

请勿忘记，使用四类激光器可能极其危险，在进行此操作时，应始终采取佩戴安全护目镜等预防措施。