磁流體熱治療之系統整合及應用於肝癌治療

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(1)國立臺灣師範大學光電科技研究所碩士論文 Institute of Electro-Optical Science and Technology National Taiwan Normal University. 磁流體熱治療之系統整合及應用於肝癌治療 System Integration and Application of Liver Cancer Treatment for Magnetic Fluid Hyperthermia. 指導教授：謝振傑. 博士. 廖書賢. 博士. 研究生：張富翔. 中華民國. 一○三 I. 年七月.

(2) 摘要磁流體熱治療是利用磁流體在外加交流磁場中發熱的特性，使腫瘤組織的溫度超過其耐熱溫度而被破壞，達到熱治療的目的。本實驗將磁性試劑注射到癌鼠腫瘤中，施加交流磁場進行熱治療，並同時使用光纖溫度計以及紅外線熱像儀量測組織升溫情形，腫瘤區域溫度超過 42℃，超過細胞的耐熱溫度，經由追蹤量測體積發現腫瘤體積有逐漸變小的趨勢，也藉由 TUNEL 染色驗證腫瘤區域內經熱治療後細胞大量死亡，達到熱治療的目的。. 關鍵字:熱治療、肝癌、磁流體. I.

(3) 目錄第一章. 緒論........................................................................................................... 1. 第二章 2-1 第三章 3-1 3-2. 實驗原理 ................................................................................................... 2 磁流體升溫機制 ........................................................................................ 2 實驗架構與方法 ....................................................................................... 8 磁流體熱治療實驗硬體架構 ..................................................................... 8 磁流體熱治療實驗軟體整合 ................................................................... 10. 3-3 磁流體熱治療試劑製程 ........................................................................... 11 3-3-1 水基磁性奈米流體製作方法 .......................................................... 11 3-3-2 水基磁流體物理特性量測 ............................................................. 13 3-4 細胞實驗 ...........................................................................................................19 3-4-1 細胞存活率分析( MTT Assay) ...................................................... 19 3-4-2 磁場對細胞的影響 ........................................................................ 19 3-4-3 試劑對細胞的影響 ....................................................................... 21 3-5 動物實驗.................................................................................................. 23 3-5-1 無腫瘤老鼠注射試劑實驗 ............................................................ 23 3-5-2 有腫瘤老鼠注射試劑實驗 ............................................................ 25 3-5-3 無熱治療的癌鼠腫瘤體積量測 .................................................... 26 3-6 TUNEL 染色檢測 (TUNEL Assay) ......................................................... 26 第四章實驗結果 ..................................................................................................28 4-1 掃描式超導生醫感測儀 (SSB) 量測結果 ............................................... 28 4-2 光纖溫度計量測結果 .............................................................................. 31 4-3 紅外線溫度攝影機結果 .......................................................................... 33 4-4 TUNEL 染色結果 .................................................................................... 35 4-5 老鼠腫瘤體積變化 .................................................................................. 39 第五章結論..........................................................................................................40 參考文獻 .................................................................................................................41. II.

(4) 第一章. 緒論. 肝癌為台灣癌症死亡的第二原因，每年約有 7000 名患者死於肝癌[1]。現今肝癌的治療方法有手術切除、局部灼燒數、肝動脈栓塞化療、放射性栓塞、分子標靶治療等，醫生會依照患者的嚴重程度來選擇適當的治療方式[2-3]。磁流體熱治療[4-12]是目前新的肝癌腫瘤治療方法。先將磁性試劑注射到肝癌腫瘤內，由於試劑內有混和油脂，所以具有物理標靶的特性，利用磁性奈米粒子的磁特性，配合外加交流磁場使其震盪發熱，使腫瘤的溫度升高。腫瘤細胞的耐熱溫度為 42℃到 44℃，持續治療半小時可破壞腫瘤細胞，或者直接將試劑加熱至 60℃，可立即破壞腫瘤細胞[13-18]。熱治療成功的機制為當細胞溫度高於正常體溫且持續一段時間，會造成細胞膜的脂類液化、細胞膜不連續、孔洞增加、滲透性增加，當高於耐熱溫度時，容易造成染色體發生改變或者斷裂、抑制 DNA 與血管內皮生長因子 (Vascular Endothelial Growth Factor,VEGF) 合成、抑制細胞增生、破壞細胞膜，造成細胞死亡[19]。. 1.

(5) 第二章. 實驗原理. 2-1 磁流體升溫機制磁流體在交流磁場中會因為粒子間互相作用，以及粒子受到載液的作用而導致磁流體之磁矩與外加磁場有相位落後之情形發生。外加磁場與磁流體磁矩隨時間的變化可用圖 2-1 表示。若以複數座標表示外加磁場與磁矩之關係如圖 2-2。. 圖 2-1 磁場與磁流體磁矩隨時間變化之關係. 圖 2-2 以複數座標表示外加磁場與磁流體磁矩之關係實驗中之外加磁場為交流磁場(H)，  為外加磁場之頻率，兩者之數 2.

(6) 學關係可以下列式子表示.  H (t )  H 0 cos(t ) zˆ. (2-2). 另外由 VAM 量測結果可知道，實驗室的磁流體有超順磁性，藉此可定義出外加磁場與磁矩的關係如下.   M (t )   ac H (t ).   ac H 0 cos(t   ) zˆ. (2-3). 其中  ac 為交流磁化率，若將圖 2-1 外加磁場與磁矩隨時間的變化，以微分之連續的觀念來分析交流磁場的變化，則圖 2-1 可以近似為圖 2-3 與圖 2-4 即隨時間的連續變化，看成在某一段極小的時間 t 中外加磁場與磁矩之關係。當 t 很小時，則可將此時的外加磁場視為外加固定磁場，其磁矩隨時間的變化可表示如下 t. dM (t ) 1  M 0e  dt . 1  [ M 0  M (t )]. . 3. (2-4).

(7) 另外  0 =M0/H 而且和磁流體的濃度成正比，  為鬆弛時間，同時定義.   M 0 (t )   0 H (t ).    0 H 0 cos(t ) z. (2-5). 將 2-3 式與 2-5 式帶入 2-4 式中，即可解出.  ac . 0 1  ( ) 2. (2-6).   tan1 ( ) Re ac    ac cos  . 0 1  ( )2. 0 Im ac    ac sin    1  ( ) 2. (2-7). (2-8). (2-9). 由於在外加交流磁場(H)下，磁性奈米粒子的磁矩 M 會相位延遲，其磁矩 M 與外加交流磁場的關係如圖 2-5，此時 M-H 曲線所包圍的面積將不為零且產生熱能。其中 U  Q  W ， U 為內能變化，. Q 為與系統外的熱交換量， W 為做功量，若為絕熱過程其 4.

(8) Q  0 ，做功將其轉換為內能的變化導致溫度增加即可表示為. U  W   0  MdH. (2-10). 假設 M  0 H 0 cos(t   ) , H  H 0 cos(t ) 即可推得. dH  H 0 sin(t )dt. (2-11). 將(2-11)帶入(2-10)即可歸納. U  W   0 0 H 0. 2 /  2.  cos(t   ) sin(t )dt. (2-12). 0. 因為 cos(t   ) x sin(t ) 經過轉換後可表示為. 1 sin(t   )  sin   2. (2-13). 將(2-13)帶入(2-12)並經過積分後可表示為. U  W  f0  quadratureH 0. 2. (2-14). 磁流體於各種情況下之產熱效率可以表示為. p  fU. (2-15). 將(2-14)和(2-9)帶入(2-15)，將能表示為. 1  0 2 2 p  0 H 2 1  ( )2 5. (2-16).

(9) 由上列式子可知道產熱速率 P 與頻率、磁場的平方、磁流體的濃度有正比的關係。. 圖 2-3 磁場與磁矩隨時間變化之關係. 6.

(10) 圖 2-4 固定磁場下磁矩之變化. 圖 2-5 磁矩 M 與外加交流磁場之關係. 7.

(11) 第三章. 實驗架構與方法. 3-1 磁流體熱治療實驗硬體架構在探討磁流體熱治療最關鍵的參數為腫瘤區域的溫度變化，我們選用光纖溫度計以及紅外線溫度攝影機來量測腫瘤區域的溫度，其中光纖溫度計主要是來量測腫瘤內的溫度變化，紅外線溫度攝影機是來量測腫瘤表面的溫度變化。圖 3-1 為系統的架構圖，當磁場產生器開啟進行實驗時，光纖溫度計和紅外線攝影機也會啟動，並且將所記錄的溫度變化紀錄在電腦中。圖 3-2 為系統的示意圖。. 圖 3-1 實驗架構圖. 8.

(12) C 紅外線熱像儀. A 交流磁場產生器. D 線圈及動物平台. SOURCE. DAQ. B 光纖溫度計控制器. 3-2 系統示意圖. 9. 電腦.

(13) 3-2 磁流體熱治療實驗軟體整合由於磁場產生器機台、光纖溫度計及紅外線溫度攝影機是三個獨立運作的機器，每當實驗開始時，都要個別開啟開關來進行實驗，在操作上有許多的不方便，因此我們使用 LABVIEW 軟體來整合三臺機器，使用者只需要使用電腦腦開啟們所撰寫的程式，直接可以進行實驗，圖 3-2 為熱治療系統整合軟體的使用者介面。. A.交流磁場產生器開關 B.光纖溫度計讀值. 可見光影像. 紅外線影像. C.紅外線攝影機. 圖 3-2 軟體整合圖. 10.

(14) 3-3 磁流體熱治療試劑製程 3-3-1 水基磁性奈米流體製作方法磁流體是由奈米磁性粒子、介面活性劑以及載體三個部分組成的。本實驗所使用的磁流體製程方法為化學共沉法，介面活性劑選擇葡聚醣(dextran)，如果直接將磁性奈米粒子置入載液中，粒子會因為凡得瓦力及磁吸引之作用力影響，會互相吸引且聚集在一起，所以加入適當的界面活性劑，可以藉由粒子之間產生互相排斥的布朗運動而避免聚集的情況發生，就不會有沉澱的現象。製程方法的化學反應式如下：. 2Fe 3  Fe 2  8OH   Fe3O4  4H 2 O. (3-1). 把三價鐵離子及二價鐵離子和葡聚醣同時加到溶液中，並控制其 pH 值、溫度和時間，讓兩種鐵離子反應生成四氧化三鐵此時再披覆上葡聚醣，最後高速離心除去顆粒較大且難溶的磁性粒子，以層析去除多餘葡聚醣，磁流體即製作完成，其流程圖如圖 3-4。. 11.

(15) 圖 3-4 磁流體製做流程圖. 12.

(16) 3-3-2 水基磁流體物理特性量測磁流體有兩項重要的參數，分別為其飽和磁化率(可換算磁流體濃度)以及粒徑分布。其中飽和磁化率會使用振動樣品磁力儀 (Vibrating Sample Magnetometer, VSM) 來量測，振動樣品磁力儀之原理是利用電磁感應的原理，讓樣品在垂直方向振動，而在樣品的兩端配置感應線圈，當樣品偶極磁振動影響兩端之感應線圈時，即可感應產生交流訊號。接著將感應產生的交流訊號去除雜訊並且放大，最後與標準磁鐵所產生的訊號做比較，得到的訊號大小正比於樣品的磁矩大小。因此 VSM 經常量測各種材料的磁特性，如鐵磁性、順磁性、反磁性物質等，因此在磁流體製程完畢後，量測其飽和磁化率，換算為濃度後為 0.3 emu/g，如圖 3-5。. 13.

(17) 圖 3-5 磁流體磁滯曲線. 另外一項必須探討的磁流體特性，即其粒徑分布。我們使用雷射動態散射粒徑分析儀來量測此特性，它的基本原理是散色原理中之動態光散射法，當雷射光進入含有粒子的溶液中，雷射光會因碰到粒子而產生隨時間改變的散射現象，最後再以散射光之變化計算其粒徑的大小。因此我們使用雷射動態粒徑分析儀來確認磁流體的粒徑大小，在學長的論文中曾使用不同平均粒徑的磁流體來做產熱測試，且發現平均粒徑較小的磁流體的產熱測試結果較好，在我們實驗室中自製的磁流體有不同的粒徑分布，其粒徑可分為 25~35 nm、45~55 nm、70 nm 14.

(18) 以上等三種，因此在這樣的條件下我們選用其粒徑分布 25~35 nm 之磁流體為主要產熱測試中所使用，平均粒徑為 31.4 nm，結果如圖 3-6。. 40 平均粒徑 = 31.4 ± 7.2 nm. Portion(%). 30 20 10 0 1.5. 11.5. 21.5. 31.5. 41.5. 51.5. 粒徑(nm) 圖 3-6 粒徑分布圖. 15. 61.5. 71.5.

(19) 磁流體熱治療產熱效率中，試劑的特性相當重要，前述中提到的兩項特性，一為飽和磁化率為 0.3 emu/g ，二為平均粒徑為 31.4 nm ，其中第二項粒徑的部分，在學長的論文中已確立小粒徑的磁性奈米粒子產熱效率較好，因此我們也已經選用磁流體製程中，層析後較小粒徑的部分來做未來的各項產熱測試。而濃度提升產熱效率也會上升，所以使用離心管讓磁流體中的水分瀝出，藉此提高磁流體之磁性濃度。首先將 10 c.c.之磁流體加入離心管中，接著放入離心機離心 30 分鐘，此時磁流體剩餘的量已減少，因此我們會再次加入 10 c.c. 之磁流體到離心管中，接著再次離心 30 分鐘，這時就能夠量測其磁性濃度了。濃縮流程如圖 2-6，濃縮後之磁性濃度如圖 2-7，磁流體之濃度已達 6 emu/g 了。. 16.

(20) M (emu / g ). 圖 3-7 磁流體濃縮流程圖. H (O.e) 圖 3-8 濃縮後磁流體之磁滯曲線 17.

(21) 濃縮完畢後，為了讓磁流體具有物理標靶特性，因此我們會將磁流體再混合油質，稱為磁流體熱治療試劑。. 18.

(22) 3-4 細胞實驗為了要確定本實驗的磁場以及試劑的安全性，我們進行了兩組細胞實驗，並用細胞存活率 (MTT Assay)分析磁場以及試劑對細胞的影響。 3-4-1 細胞存活率分析( MTT Assay) 細胞存活率的原理為： MTT 為黃色化合物，是一種接受氫離子的染料，可作用於活細胞線粒體中的呼吸鏈，在琥珀酸脫氫酶(SDH)和細胞色素 C 的作用下四氮唑環會開裂，生成紫色的甲䐶( formazan )結晶，利用二甲基亞碸 ( Dimethyl sulfoxide，DMSO)將甲䐶溶解出來之後，再利用吸光度的測定去評估有多少細胞存活，因為甲䐶結晶的生成量與活細胞數目成正比。. 3-4-2 磁場對細胞的影響本實驗所用的細胞為正常老鼠肝臟細胞，實驗分為兩組，每一組進行三重複。第一組為控制組，條件為在無磁場的環境下，溫度 25℃並進行實驗 20 分鐘。第二組為實驗組，條件為在有外加磁場下 (261 Oe，72 kHz )，溫度 25 度並進行實驗 20 分鐘，實驗結束後進行細胞存活率分析，圖 3-1 為此實驗的流程圖。實驗結果為圖 3-2，從此圖中可以得知，細胞在此磁場條件下不會死亡。. 19.

(23) 正常老鼠肝臟細胞溫度：25 ℃. 對照組. 實驗組. 無磁場三組細胞 20 min. 有磁場三組細胞磁場(261 Oe ，72 kHz) 20 min. 細胞存活率分析 MTT Assay 圖 3-1 磁場對細胞實驗影響流程圖. 細胞存活率 (%). 100. 50. 0. 對照組 (無施加磁場). 實驗組 (施加磁場). 圖 3-2 磁場對細胞影響結果. 20.

(24) 3-4-3 試劑對細胞的影響本實驗所使用的細胞為正常老鼠肝臟細胞，實驗分成控制組以及實驗組，控制組為只加入 1c.c 的 PBS，實驗組加入試劑 1c.c，試劑的濃度分別為 1 emu/g 、3 emu/g、6 emu/g、10 emu/g，每次實驗進行三重重複，實驗進行 30 分鐘後將試劑使用 PBS 沖洗之後進行細胞存活率分析。圖 3-3 為此實驗的流程圖。3-4 為本次實驗的結果，由此圖得知，在有加入試劑的情況下，細胞的存活率都維持在 50 ％以上。. 正常老鼠肝臟細胞溫度：25 ℃. 對照組. 實驗組. 加入PBS 體積: 1 c.c 20 分鐘後沖洗. 加入試劑濃度為 1,3,6,10 (emu/g) 體積:1 c.c 20 分鐘後沖洗. 細胞存活率分析 MTT Assay. 圖 3-3 磁場對細胞實驗影響流程圖 21.

(25) 150. 細胞存活率 (%). 100. 50. 0. 0 emu/g (control). 1 emu/g. 3 emu/g. 6 emu/g. 圖 3-4 試劑對細胞影響結果. 22. 10 emu/g.

(26) 3-5 動物實驗動物實驗選擇的動物為大鼠，實驗分為兩部分，第一部分是在背上沒有腫瘤的大鼠背上注射試劑，探討試劑的產熱。第二部分是在背上有腫瘤的老鼠腫瘤注射試劑，探討試劑產生的熱對於老鼠腫瘤的影響。. 3-5-1 無腫瘤老鼠注射試劑實驗本實驗使用的試劑濃度為 7.8 emu /g ，體積為 1 c.c.，將試劑注射到老鼠的皮層中，圖 3-5 為老鼠注射前後的照片，在將老鼠放入線圈中，進行產熱實驗。. 注射後. 注射前. 圖 3-5 試劑注射到老鼠背上 23.

(27) 圖 3-6 為光纖溫度計量測結果，圖 3-7 為紅外線熱像儀所拍攝的加熱前和加熱後的表面溫度圖，從光纖溫度計的量測發現有注射試劑的區域溫度達到 60℃，驗證本實驗室所製作的試劑溫度可以達到 60 ℃，達到瞬間殺死腫瘤細胞的目標。. Temperature (℃). 70 60. 試劑注射區溫度環境溫度. 60.2 ℃. 50 40 30.1 ℃. 30 20 0. 2. 4. 6. Time (min.) 圖 3-6 光纖溫度計結果. 24. 8. 10.

(28) 圖 3-7 紅外線溫度攝影機結果 3-5-2 有腫瘤老鼠注射試劑實驗本實驗動物選用一般的大鼠，實驗流程為，先在老鼠的背上種下肝癌細胞，目的是要在老鼠的背上誘發腫瘤，當腫瘤體積達到 1.c.c 時，我們會挑選出來進行實驗。首先會先在腫瘤內注射試劑，並且使用掃描式超導生醫感測儀(SSB) 量測磁訊號檢驗試劑是否有擴散，再放入線圈中加熱 40 分鐘，磁場條件為 374 O.e 、頻率為 72 kHz，並在這過程中使用光纖溫度計以及紅外線溫度攝影機量測腫瘤內部和表面的溫度，之後每天量測腫瘤體積，檢查腫瘤是否有變小，最後 25.

(29) 會將腫瘤製做成切片並染色，目的是要看腫瘤區域的細胞是否有死亡。 3-5-3 無熱治療的癌鼠腫瘤體積量測本實驗為控制組，其目的是為了要跟有做熱治療的老鼠比較腫瘤大小，驗證只有做熱治療的癌鼠腫瘤會有變小的趨勢，沒有做熱治療的癌鼠腫瘤越來越大，每隻控制組的老鼠連續量測腫瘤四天，並且計算腫瘤大小，四天之後進行 TUNEL 染色檢測，驗證是否有細胞死亡。. 3-6 TUNEL 染色檢測 (TUNEL Assay) 為了要驗證熱治療之後腫瘤內的細胞是否死亡，我們利用 TUNEL 染色來觀察，其原理為細胞死亡會使染色體斷裂成碎片，在 DNA 的斷裂口可與末端轉移酶（TdT）作用，在使用去氧尿嘧啶三磷酸 (dUTP) 與 TdT 反應，由於 DUTP 上可以 coating 螢光，因此如果細胞死亡的話可以從螢光顯微鏡下觀察到。此外，為了要確認細胞的位置，會使用 DAPI 染劑染細胞核。圖 3-8 為做完熱治療組織切片染色完後在顯微鏡下觀察的圖，圖 3-9 為沒有做熱治療組織切片染色完後在顯微鏡下觀察的圖，從左到右分別為染 DAPI、染 TUNEL 以及兩者的組圖。. 26.

(30) 圖 3-8 熱治療之後組織染 TUNEL 以及 DAPI 結果. 圖 3-9 正常組織染 TUNEL 以及 DAPI 結果. 從這兩組圖可以很明顯的發現，只有經過熱治療的腫瘤才會有很大規模的細胞死亡，驗證熱治療是可以讓腫瘤內細胞大量死亡。. 27.

(31) 第四章. 實驗結果. 熱治療實驗組總共做五組，每一組老鼠都有自己的編號，從第一組到第五組的編號分別為 RAT-H1～RAT-H5，控制組分為兩部分，第一部分為沒有注射試劑也沒有做熱治療，總共四組，其編號為 RAT-C1～RAT-C4，第二個部分為只有注射試劑沒有做熱治療，其編號為 RAT-N1。 4-1 掃描式超導生醫感測儀 (SSB) 量測結果每當注射磁性試劑之後，都會使用掃描式超導生醫感測儀 (SSB) 量測注射的試劑有無擴散的現象，也驗證我們加入的油脂使試劑具有物理標靶的特性，以下五組圖為五組動物實驗在注射試劑前、注射試劑後、熱治療之後的磁訊號強度圖。. 8.74 × 10. 0 注射前. 注射後. 圖 4-1-1. 熱治療後. 編號 RAT-H1 的磁訊號強度圖. 28. -2.

(32) -2. 5.1× 10. 0 注射前. 注射後. 圖 4-1-2. 熱治療後. 編號 RAT-H2 的磁訊號強度圖. 0 注射前. 注射後. 圖 4-1-3. 熱治療後. 編號 RAT-H3 的磁訊號強度圖. 0 注射前. 注射後. 圖 4-1-4. 熱治療後. 編號 RAT-H4 的磁訊號強度圖. 29.

(33) 圖 4-1-5. 編號 RAT-H5 的磁訊號強度圖. 30.

(34) 4-2 光纖溫度計量測結果光纖溫度計量測的溫度為腫瘤內的溫度，每組實驗都會有三個溫度，其中兩支光纖溫度計插在腫瘤中，剩下一支放置在外面量測環境溫度，磁場條件為 374 O.e 、頻率為 72 kHz，第一組的是劑濃度為 4.2emu/g，第二組為 6.2emu/g，第三組為 6.2emu/g，第四組為 7.4emu/g，第五組為 7.4emu/g。以下五張圖為五組動物實驗的光纖溫度計量測結果，每次實驗進行 40 分鐘，量測平均最高溫度為:42 ±3.2℃，平均上升溫度為:13.1±3℃。. 31.

(35) RAT-H1. RAT-H2. RAT-H3. RAT-H4. RAT-H5. 圖 4-2. 五組實驗的光纖溫度計量測. 32.

(36) 4-3 紅外線溫度攝影機結果紅外線溫度攝影機紀錄的是腫瘤表面的溫度，我們以腫瘤為中心，分析腫瘤外圍 0~1 mm、1~2 mm、2~5 mm、5~8 mm 每個範圍的表面平均溫度，如圖 4-3-1. 圖 4-3-1. 分析結果如圖 4-3-2，從此圖可以很清楚的看出腫瘤中心的溫度比較高，離腫瘤中心越遠的話，溫度會逐漸的降低，證明熱治療有溫度的安全性，只有腫瘤區域會熱，其他正常的組織不會被影響。. 33.

(37) Temperature (℃). Temperature (℃). 20. Δ T. 15 10 5 0 0. 2. 42. 4. 6. 8. 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40. 4. 6. 8. 10. T. 39 36 33 30 27 24. Tumor R0~1 L0~1 R1~2 L1~2 R2~5 L2~5 R5~8 L5~8 單位:mm. 0. 2. 12 14. 16. 18. 20 22. 24. 26 28 30. Time (min.). 圖 4-3-2 紅外線溫度分析結果. 34. 32. 34 36. 38. 40.

(38) 4-4 TUNEL Assay 結果從 TUNEL Assay 結果可以發現，只有做過熱治療的老鼠腫瘤，細胞有大量的凋亡，沒有做實驗的老鼠腫瘤組織沒有細胞凋亡，以下圖片為顯微鏡拍攝的 TUNEL+DAPI 組圖，分別是實驗組以及對照組的組織切片染色。. 圖 4-4-1 編號 RAT-H1 染色圖. 圖 4-4-2 編號 RAT-H2 染色圖. 圖 4-4-3 編號 RAT-H3 染色圖. 圖 4-4-4 編號 RAT-H4 染色圖. 35.

(39) 圖 4-4-5 編號 RAT-H1 染色圖. 圖 4-4-6 編號 RAT-C1 染色圖. 圖 4-4-7 編號 RAT-C2 染色圖. 圖 4-4-8 編號 RAT-C3 染色圖. 圖 4-4-9 編號 RAT-C4 染色圖. 36.

(40) 圖 4-4-10 編號 RAT-N1 染色圖. 利用影像分析軟體來計算 DAPI 以及 TUNEL 的染色結果，藍色的亮點為使用 DAPI 染色，顯示的為細胞的位置，綠色亮點是染 TUNEL，顯示的是細胞死亡的狀況，藉由這兩個染劑可以確認細胞的位置以及那個位置的細胞是否死亡，我們使用軟體分析，將綠色亮點面積除以藍色亮點面積，可以推算出切片細胞的凋亡密度，從圖 4-4-11 可以發現經過熱治療後的腫瘤組織切片上面的細胞幾乎都凋亡，但是沒有做熱治療的組織切片，細胞幾乎都還存活，由此圖也驗證了熱治療確實是可以達到讓癌細胞死亡的目的。. 37.

(41) 100. 凋亡密度 (%). 80. 60. 40. 20. 0. 有熱治療. 沒注射試劑，也沒熱治療. 只有注射試劑. 圖 4-4-11 TUNEL 染色分析結果. 38.

(42) 4-5 老鼠腫瘤體積變化老鼠腫瘤體積公式 v 為:. v=.  a bc 6. (4-1). 我們把腫瘤的長定義為 a，寬定義為 b，高定義為 c，代入公式之後就可以得知腫瘤的體積。下圖為實驗組以及對照組腫瘤體積比較，很明顯的發現有有做過熱治療的老鼠腫瘤體積有逐漸變小，沒有熱治療的老鼠腫瘤體積則隨著天數的增加而變大。我們定義第 0 天為熱治療前，第 1~4 天為熱治療 1~4 天。. 250. 腫瘤體積變化率 ( %). 200. 實驗組 H(有注射試劑，有加高週波熱治療) RAT H-1 RAT H-2 RAT H-3 RAT H-4 RAT H-5 對照組C (沒有注射試劑,沒有加高週波熱治療) RAT C-1 RAT C-2 RAT C-3 RAT C-4 對照組 N(有注射試劑,沒有加高週波繞治療). 150. RAT N-1. 100. 50. 0. -50 第0天*. 第1天. 第2天. 39. 第3天. 第4天.

(43) 第五章. 結論. 本研究將熱治療試劑注射到老鼠背上腫瘤，利用 SSB 掃描驗證試劑具有物理標靶特性，由光纖溫度計以及紅外線溫度攝影機量測熱治療時溫度，平均可以達到 42℃以上，超過細胞耐熱溫度。熱治療後腫瘤體積量測，隨著時間體積逐漸變小，沒有做熱治療的腫瘤體積會隨著時間越來越大。從 TUNEL 染色也證實了熱治療之後腫瘤內的細胞有大規模的死亡，達到熱治療的目的。. 40.

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