目的1、通过对小型猪肝脏实施纳米刀消融,研究纳米刀消融肝脏的安全性和有效性,评估纳米刀消融应用于临床的可行性。2、通过影像学和病理学方法观察纳米刀消融区域的影像学和组织学变化,分析细胞凋亡特定的免疫组织学特点,探讨不可逆电穿孔(Irreversible electroporation, IRE)的消融机制。3、通过纳米刀和氩氦刀消融肝脏的对照实验,比较两种消融方式的优缺点及适用范围,评估氩氦刀联合纳米刀消融的可行性。材料和方法1、选取10只健康的实验用小型猪行CT引导下肝脏纳米刀消融术。将其随机分为五组,每组2只。消融参数设定为：电极探针19G/1.06mm,针尖电极暴露距离2.5cm,两探针距离1.5cm,采用直流电,电压1500-2000V/cm,共10组90个脉冲,脉冲宽度70微秒,每组间隔3.5s。消融部位分别位于肝实质和肝门部。五组实验动物分别于消融术后1天、3天、7天、14天及28天行CT增强扫描和磁共振(MR)增强扫描,而后处死取出肝脏,分别进行HE染色、Von Kossa染色、vWF染色和TUNEL检测。在TUNEL检测中采用凋亡指数(Apoptotic index, AI)寸不同时期的消融区和非消融区进行双因素方差分析,采用统计图分析AI的变化趋势。2、选用4只实验用小型猪,随机分为两组。在CT引导下对实验动物的肝脏分别进行纳米刀消融和氩氦刀冷冻消融。纳米刀消融参数同上；氩氦刀消融采用超细冷冻探针(17G/1.47mm)单针穿刺,氩气冷冻6min,氦气热融2min,应用2次冻-融循环,术中间断扫描监测消融情况。术后对实验动物行CT平扫及增强扫描,观察不同消融区的特征及变化。第一组术后当天处死,第二组术后30天处死。取出肝脏后,固定、染色、包埋、切片,并行病理学分析,比较两种消融区的组织学差异。结果1、所有实验动物均存活,术后24小时日常活动等一般情况均与术前无明显差别。其中B组1只实验动物处死时发现少量腹水,呈淡黄色清亮液体；余均未出现明显出血、感染、器官损伤等严重并发症。本组实验共产生24个纳米刀消融区,其中16个位于肝实质、8个位于肝门部。通过增强CT、MRI,纳米刀消融术后显示为无强化的低密度或低信号区；术后14天及28天消融边界逐渐模糊,边缘出现轻到中度强化。HE染色、Von Kossa染色和vWF染色显示消融区细胞非热效应死亡,消融边界清晰,胆管与血管形态完整；TUNEL检测消融区内死亡细胞染色呈阳性。纳米刀消融区和非消融区的凋亡指数有明显差异(P值<0.05),消融区AI随时间变化而变化：纳米刀消融术后AI开始上升,术后3天达最高,约48.8士13.9%,此后逐渐下降,术后28天与非消融区正常细胞差别无统计学意义(P值>0.05)。2、所有实验动物均顺利完成纳米刀及氩氦刀冷冻消融,均无严重并发症。纳米刀及氩氦刀对肝脏消融效果均良好。氩氦刀术后急性期肝细胞破坏完全,伴大量淤血,术后30天大量纤维组织增生。纳米刀对消融区内的血管、胆管等结构无明显损伤,消融区内死亡细胞逐渐被正常细胞替代。结论1、纳米刀消融小型猪肝脏是安全、有效的。CT及MRI能较好的显示纳米刀消融边界,可用于术中监测及术后随访评价；组织学显示纳米刀可诱导细胞发生凋亡,消融区细胞呈现非热效应死亡；术后28天消融区内细胞逐渐再生和修复。2、氩氦刀冷冻对组织的消融无选择性,纳米刀可选择性保护血管、胆管等重要结构,能够用于治疗肝门部、大血管旁等特殊部位的病灶。3、纳米刀作为一种新兴的、有效的微创消融方法,其优势是传统物理消融方法所不具备的,有广阔的应用前景。