Modifikation der Mikrowellen-induzierten Erhitzungseigenschaften und Ablationseffekte durch Siliziumcarbid-Mikropartikel in einem ex-vivo Rinderlebermodell

Ziele: Ziel der Untersuchungsreihe ist es die temperaturmodulierenden Eigenschaften sowie die Effekte auf die Ablationsareale von Siliziumcarbid (SiC)-Mikropartikeln bei der Mikrowellenablation (MWA) an einem ex-vivo Rinderlebermodell zu beurteilen Methode: Verschiedene Konzentrationen von SiC-Mikropartikeln (0 Vol%, 20 Vol% und 50Vol%) werden mit 2% Gelatine vermischt. 5ml des Gemischs werden mit einer modifizierten 14G Biopsienadel (TruCut, Nicolai GmbH, Langenhagen, Deutschland) in die Leber eingespritzt. Es erfolgt die MWA mit einem handelsüblichen Mikrowellenablationssystems (MW Ablation Generator, Covidien, Tyco Healthcare Group LP, Boulder, CO, USA) mit verschiedenen Leistungsstufen (10W, 20W, 30W, 45W) für 10 Minuten. Alle Versuche werden 5-fach wiederholt (n=60). Die Temperaturmessung erfolgt in 0,5cm und 1cm Abstand zur MW-Antenne mit einem fiberoptischen Thermometer (Luxtron 790, LumaSense Technologies, Santa Clara, CA, USA). Abschließend erfolgt die Dissektion und Vermessung der Ablationsareale und die Berechnung des Ablationsvolumens. Ergebnis: Die durchschnittlichen Maximaltemperaturen im Abstand von 0,5cm von der Mikrowellenantenne sind bei 20 Vol% SiC 97,1±8,5°C, bei 50 Vol% SiC 93,3±14,1°C und bei der Kontrollgruppe mit 0 Vol% Sic 83,8±17,0°C. Bei Verwendung von mehr als 30W Generatorleistung zeigt sich bei 20Vol% SiC eine signifikant höhere Maximaltemperatur (p=0,021) im Vergleich zur Kontrollgruppe (0Vol% SiC).

Das mittlere Ablationsvolumen steigt mit zunehmender SiC-Konzentration. Das durchschnittlichen Ablationsvolumen bei 45 Watt Generatorleitung ist unter Verwendung von 20Vol% SiC (172,71±31,4ml) und 50Vol% SiC (170,98±34,7ml) signifikant größer als in der Kontrollgruppe mit 0% SiC (111,2±23,8ml (p=0,030; p=0,045). Schlussfolgerung: SiC führt konzentrationsabhänig zu einer Verstärkung der MWA. Damit steht in Ergänzung zu bekannten Verstärkern lokal-ablativer Verfahren wie Ethanol oder NaCl eine Substanzklasse zur Verfügung.

Keywords: Mikrowellenablation, Interventionelle Tumortherapie, Modifikation des Ablationsareals

Korrespondierender Autor: Isfort P

Universitätsklinikum RWTH Aachen/Helmholtz-Institut für Biomedizinische Technik, Klinik für Diagnostische und Interventionelle Radiologie/Institut für Angewandte Medizintechnik, Pauwelsstrasse 30, 52074 Aachen

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