本研究之目的為建立骨肉瘤細胞與動物腫瘤模式,探討以硼酸水溶液為含硼藥物進行硼中子捕獲治療(Boron neutron capture therapy, BNCT)對骨肉瘤之療效和生物效應。研究目標為於細胞實驗中測試硼酸對細胞之毒性、細胞積聚硼之能力與BNCT後之存活率,並以動物實驗評估BNCT治療之效果和輻射生物效應。 細胞實驗中使用大鼠骨肉瘤細胞(UMR-106)與老鼠結締組織細胞(L929),測試其攝取硼藥物之能力與藥物之細胞毒性。結果顯示硼酸對L929細胞之細胞毒性較UMR-106細胞為高,以骨誘導基培養之UMR-106細胞比L929細胞能積聚更多硼原子。假設γ-ray之RBE值為1,以達成UMR-106細胞存活率為10%時,做評估基準,計算出中子照射之RBE為4.42,以硼酸為含硼藥物進行中子照射所得CBE值為5.53。 動物實驗中以UMR-106細胞接種於SD大鼠股骨已成功建立骨肉瘤動物模式,由硼酸於荷瘤大鼠之藥物動力學及生物分布之評估數據,決定大鼠於硼酸水溶液靜脈注射後1小時開始接受中子照射,腫瘤之處方劑量為5.8及11.0 Gy。藉由放射學影像確認腫瘤之大小,並以此評估骨組織之反應,另以體重變化監測動物體之生理狀況。結果顯示,大鼠經硼酸水溶液施藥後進行中子照射後之第5天,經BNCT治療者與未經治療者之腫瘤面積即有明顯的差異,於照射完80天後腫瘤之大小減少約90%,經病理切片檢查發現其殘留物之結痂物為類骨質與纖維結締組織,其中已無腫瘤細胞存在。BNCT照射後5天之輻射傷害觀察,顯示部分腫瘤鄰近組織有骨髓抑制之現象,但於照射後30天可見部分恢復,照射後80天之骨髓已與正常骨髓相似,唯睪丸之曲精小管及其細胞之萎縮於BNCT後之第80天尚未恢復。本研究證實硼酸水溶液可做為硼中子捕獲治療之含硼藥物,可有效治療骨肉瘤。