超微超顺磁氧化铁粒子增强磁共振检测动脉粥样硬化斑块的实验研究

目的利用超微超顺磁氧化铁粒子(USPIO)作为巨噬细胞的特异标记物检测动脉粥样硬化不稳定斑块。方法利用内膜损伤+高脂喂养的方法建立动脉粥样硬化兔模型15只作为实验组,5只正常新西兰大白兔作为对照组,实验动物行MRI平扫后静脉注射对比剂USPIO进行增强MRI扫描,连续跟踪扫描6天。在TOF-2D的MIP图像上观察增强后血管壁的变化,测量血管壁SNR值变化及观察血管腔面积减少百分比值(M)。与组织病理对照,评价USPIO检测不稳定斑块的价值。结果USPIO增强后的TOF-2D的MIP图像血管壁在增强后第4天呈明显充盈缺损影,T2WI序列的血管壁增强后第4天SNR值降至最低,较增强前有明显变化(P<0.01);病理证实TOF-2D序列横断面图像血管腔面积减少百分比值(M)与Perl’s铁染色区具较好的相关性(y=172.1x+0.6;r=0.78;P<0.05)。结论USPIO增强MRI扫描有助于检测不稳定动脉粥样硬化斑块。

葡聚糖中超顺磁氧化铁复合纳米粒子制备影响因素及表征

利用化学共沉积法在改性葡聚糖体系下制备了以超顺磁性纳米氧化铁为核心,外包葡聚糖的壳核结构复合粒子.对制备过程控制因素进行了详细的研究,实验结果表明:利用改性葡聚糖为表面活性剂,碱源快速滴加,合理的控制反应时间,温度可形成小核的超顺磁性纳米氧化铁-葡聚糖复合纳米粒子.在优化的实验条件下,得到核心的平均粒径5nm,总体的平均粒径为7.8nm,并利用XRD、TEM和GLS等手段对其结构,形态和粒径分布进行了表征.

结缔组织生长因子单克隆抗体超微超顺磁氧化铁粒子的制备及其生物活性的研究

目的:通过化学合成方法制作结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)单克隆抗体超微超顺磁氧化铁(ultrasmall superparamagnetic iron oxide,USPIO)粒子分子探针,并检测其生物活性。方法:采用EDC(1-ethyl-3-[3-dimethylamin-opropyl]carbodiimide hydrochloride)化学连接剂将CTGF单克隆抗体与DMSA[meso-2,3-dimercaptosuccinic acid(HOOCCH(SH)-CH(SH)-COOH)]修饰的USPIO相结合,形成具有免疫活性的分子探针。通过间接酶联免疫吸附试验(ELISA)及Western blot-ting方法检测其生物稳定性及免疫活性。结果:随着加入不同质量的单克隆抗体,ELISA试验所得的吸光度值随抗体含量增加而增大,与阴性对照USPIO组相比较差异显著(P<0.05),分别间隔30 d及60 d后再次测量,只有200μg单抗组吸光度值降低(P<0.05)。Western blotting试验显示,结合单抗的USPIO及单纯单抗均显示出条带,且前者较浅,而单纯USPIO对照组则未显示条带。结论:EDC化学方法可制备出结缔组织生长因子单克隆抗体超顺磁氧化铁粒子,同时仍具有抗体的生物活性及生物稳定性。

超顺磁氧化铁纳米粒子特性研究

基于特殊的物理和化学性质，纳米材料目前已成为表面工程学研究的理想材料。纳米粒子作为肿瘤治疗中的靶向给药载体可以提高药物的靶向作用。因此，对纳米粒子的修饰，将促进其在生物医学中的应用。以超顺磁性粒子（superparamagneticironoxidenanoparticles，SPION）为载体的微粒靶向递送系统已成为比较热门的研究方向。

不同粒径超顺磁性氧化铁纳米粒子的合成及其在交变磁场中的磁热效应

采用多醇热解法制备3种不同粒径的超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIONs),合成的SPIONs含Fe_3O_4晶相,分散性好,平均粒径分别为8.7,12.6nm和15.3nm,且在300K下,3种SPIONs均呈超顺磁性。将不同粒径、不同浓度的SPIONs水分散液置于频率为425kHz、磁场强度为5.3kA·m^(-1)的交变磁场(ACMF)中进行升温实验。探讨比能量吸收率值与SPIONs粒径之间的关系,计算布朗弛豫时间及尼尔弛豫时间。结果表明:SPIONs水分散液的升温速率随SPIONs的粒径增大而增大,初始温度为20℃时,粒径为8.7,12.6nm和15.3nm的SPIONs水分散液(2mg·mL^(-1))在480s内温度分别升高了25,27,35℃。尼尔弛豫时间比布朗弛豫时间小,说明磁热效应主要来自于尼尔弛豫损耗。SPIONs粒径越大,比能量吸收率SAR值越高,最高可达810W·g^(-1),且SAR值与SPIONs水分散液的浓度呈负相关关系。

超小型超顺磁氧化铁粒子对比剂的应用现状及进展

超小型超顺磁氧化铁粒子作为一种新型的磁共振对比剂,在淋巴结的良、恶性鉴别,肿瘤病灶的显示,提高磁共振血管成像的图像质量,明确动脉粥样硬化性疾病的斑块的稳定性,鉴别软组织急、慢性炎性病变以及MR活体移植细胞示踪等方面已有所应用。随着在基础及临床方面研究的深入,超小型超顺磁氧化铁粒子将会改变现有的影像诊断模式,对一些疾病的现有治疗模式提出挑战并发生革命性的变革。

利用超微超顺磁氧化铁颗粒增强磁共振探究电针干预小鼠脑缺血急性期炎性反应最佳时间窗

目的利用超微超顺磁氧化铁颗粒(USPIO)增强磁共振探究不同时间窗电针对小鼠脑缺血再灌注炎性反应的影响。方法42只C57BL/6N小鼠,按体质量分层入组:假手术组、模型组、各电针组(2h、12h、24h、48h、72h电针组),每组6只,模型组和各电针组采用线栓阻塞右侧大脑中动脉制作小鼠脑缺血再灌注模型,术后注射USPIO,电针组按不同时间窗接受电针治疗,比较再灌注后72 h各组小鼠神经功能评分,磁共振扫描信号改变,脑组织水肿体积百分比,血清炎性因子及脑组织病理变化。结果小鼠脑缺血再灌注后出现明显神经功能缺损,缺血侧脑组织水肿周围可见斑片状T2WI低信号区,T1WI呈高信号,SWI呈低信号,电针治疗组负性强化区T2WI最低信号比值升高,T1WI最高信号比值降低,SWI相对铁定量减少,吞铁小胶质细胞数目减少,血清炎性因子水平降低。结论早期电针干预可减轻小鼠脑缺血后急性期炎性反应,USPIO增强磁共振可用于观察电针对脑缺血再灌注急性期炎性反应的影响。

羧甲基壳聚糖超小超顺磁氧化铁纳米粒在兔磁共振淋巴成像中的意义

目的:考察羧甲基壳聚糖超小超顺磁氧化铁纳米粒(OCMCS-USPIO-NPs)在兔肿瘤淋巴转移诊断中的价值,为该MRI对比剂临床应用奠定基础。方法:以新西兰大白兔为模型动物,分别建立反应性增生淋巴结和VX2肿瘤淋巴转移模型,MRI平扫后,组织间隙注射OCMCS-USPIO-NPs,根据增强前、后MRI图像淋巴结SNR信号的变化,结合HE染色,考察该对比剂在肿瘤淋巴转移和反应性增生淋巴结鉴别诊断的价值。结果:MRI平扫,反应性增生淋巴结和肿瘤转移淋巴结SNR信号无显著差异,OCMCS-USPIO-NPs增强后,反应性增生腘窝淋巴结上在T2WI像信号均匀降低,而肿瘤转移性腘窝淋巴结表现为阴性不均匀强化或无强化,两者SNR差异显著(P<0.05);磁共振淋巴造影结果与HE染色结果相符(P>0.05)。结论:OCMCS-USPIO-NPs作为MRI对比剂,增强扫描可为良、恶性淋巴结的鉴别诊断提供依据。

大鼠中风模型的超小氧化铁粒子神经血管成像(英文)

现今诱导血管增生剂在中风后的治疗效应引起了人们的关注.这项工作的一个目的是用短时脑中动脉栓塞大鼠中风模型(MCAO)和磁化率加权成像(SWI)的核磁共振成像(MRI)方法,监测在中风后半月形损伤区新生成的旁侧血管.P904是法国格尔伯实验室生产的超小超顺磁氧化铁粒子弛豫试剂(USPIO).它在低剂量减少T1弛豫时间,适中剂量时减少T2*弛豫时间.实验动物被随机分为3组:中风Sildenafil治疗组(n=6)、中风无治疗对照组(n=5)和无中风无治疗对照组(n=1).在P904注入前后分别进行MRI成像.磁化率加权成像的时间点是:栓塞手术前、栓塞手术后24小时、栓塞手术后两周和四周.结果表明,术后两周,在治疗组中中风严重的动物的缺血区的周边显示了MRI可见的新生血管.结论:在短时脑中动脉栓塞大鼠中风模型中,使用超小超顺磁氧化铁粒子弛豫试剂和7 T高分辨磁化率加权成像能够监测半月形损伤区新生血管的形成.

超敏明胶酶靶向超小超顺氧化铁纳米粒子的合成及其检测胃癌的实验研究

目的合成明胶酶靶向的超小超顺氧化铁纳米粒子,探讨其作为磁共振成像(MRI)特异性显影剂用于检测胃癌的效果。方法两性共聚物聚乙二醇(PEG)-聚己内酯(PCL)中间被插入了1个6个氨基酸肽段(PVGLIG),该肽段可以被肿瘤组织局部高浓度的明胶酶Ⅳ(MMP2/MMP9)所降解。该共聚物(PEG-Pep-PCL)通过纳米沉淀法负载超小超顺氧化铁纳米粒子(USPIO),最后形成PEG-Pep-PCL-USPIOs。通过调节PCL的长度,使PEG-Pep-PCL-USPIOs粒子直径控制在95 nm左右,使其可以更好地利用肿瘤组织的渗透增强滞留效应(EPR)。结果体外摄取实验证明胃癌肿瘤细胞对PEG-Pep-PCL-USPIOs的摄取明显大于对照组的PEG-PCL-USPIOs和常规纳米氧化铁粒子Resovist(P<0.01)。体内试验中,相同铁剂量的PEG-Pep-PCL-USPIOs、PEG-PCL-USPIOs和Resovist通过尾静脉注射于皮下负载胃癌细胞株SGC-7901的裸鼠,经7.0T的小动物核磁检测,PEG-Pep-PCL-USPIOs的T2-WI信号衰减程度明显大于PEG-PCL-USPIOs组和Resovist组(P<0.01),肿瘤组织的病理切片检测亦证实上述结果。结论 PEG-Pep-PCL-USPIOs具有作为胃癌早期检测的MRI特异性显影剂的潜力。

基于频率筛选的磁粒子成像量化分析研究

为实现磁粒子成像(magnetic particle imaging,MPI)中示踪剂铁量化,本研究基于仿真程序,采集二维扫描图像,筛选信号频率并重建图像,以聚类结果作为先验信息,约束水平集函数的演化,对示踪剂图像进行分割,并借助Dice系数、IoU等参数定量评估分割效果。通过计算分割区域的信号强度总和,建立MPI信号与已知示踪剂铁含量的校正曲线。结果显示,频率筛选后显著缩短了信号重建时间;基于先验的水平集方法Dice系数和IoU均大于0.90,实现了肿瘤区域较精准的分割;通过本研究建立的MPI信号强度与铁含量的校正曲线,实现了示踪剂铁量化,平均误差为3.11%,最小误差0.03%。结果表明,基于先验的水平集方法可实现较精确的图像分割和铁量化,为MPI临床前定量研究提供参考。

超顺磁氧化铁粒子增强MRI区分肿瘤转移性与良性淋巴结的实验研究

目的 研究超顺磁氧化铁粒子 (SPIO)增强MRI鉴别肿瘤转移淋巴结与正常和反应增生性淋巴结的价值。方法 新西兰兔 18只 ,体重 2 .0～ 2 .5kg。分析 6只正常兔平扫及皮下间隙注射SPIO(10 μmolFe/肢 )后 1～ 4 8h的信号变化 ,用于研究SPIO增强效应 时间曲线 ;6只兔后腿肌内注射蛋黄乳胶 ,用于建立窝淋巴结的反应性增生模型 ;6只兔后腿肌肉接种VX2肉瘤 ,用于建立肿瘤淋巴结转移模型。分析各组窝淋巴结在SPIO增强 (10 μmolFe/肢 )前后的MRI特征 ,并与病理检查对照。结果 平扫时正常、反应性增生的淋巴结和肿瘤转移淋巴结的信号强度无明显差异。SPIO增强后 ,正常和反应性增生淋巴结的信号强度降低 ,在 12h时最明显 ,至 4 8h时仍较明显 ,在T1WI、T2 WI、质子密度加权像 (PDWI)和T 2 WI分别为平扫时信号强度的 5 1%、2 2 %、4 1%和 11% (P值均 =0 .0 0 0 ) ;肿瘤转移淋巴结的信号强度保持不变。

超小的羧甲基壳聚糖超顺磁氧化铁纳米粒制备及处方优化

目的优化羧甲壳聚糖超小超顺磁氧化铁纳米粒（O-carboxymethyl-chitosan ultra-small superparamagnetic iron oxide nanoparticle,OCMCS-USPIO-NPs）处方并对其理化性质进行表征。方法共沉淀法合成超顺磁氧化铁纳米粒核并用羧甲基壳聚糖对其表面进行共价修饰,用正交实验L9（34）对OCMCS-USPIO-NPs的处方优化和工艺进行优化筛选;用透射电镜、电子相关光谱仪（LSD）、X-Ray衍射法、傅立叶红外、磁性测定仪、MRI扫描仪和邻二氮菲法测定铁含量等对制备的OCMCS-USPIO-NPs进行表征;用普鲁士蓝染色法体外评价OCMCS-USPIO-NPs抗吞噬能力。结果正交实验处方优化处方为：羧甲基壳聚糖的分子量为1~2万,浓度为3%,超声时间为45 min,功率为600 W;傅立叶红外和X-Rays结果证实了OCMCS-SPIO-NPs的合成,羧甲基壳聚糖的修饰显著降低超顺磁氧化铁的流体粒径及超顺磁性,修饰后饱和磁性为73.4 emu.g-1 Fe,磁性较强;同时增加纳米粒表面的Zeta电位,普鲁士蓝染色结果表明巨噬细胞吞噬的纳米粒量依次是：uncoated SPIO-NPs〉dextran-SPIO-NPs〉OCMCS-SPIO-NPs。结论合成的OCMCS-USPIO-NPs的流体粒径〈50 nm,具有强的超顺磁性,分散性好,能逃避巨噬细胞的摄取,可用于MRI照影。

超小超顺磁氧化铁颗粒标记对脂肪源间充质干细胞生物学特性的影响

目的使用超小超顺磁氧化铁颗粒（uSPIO）c对大鼠脂肪源间充质干细胞（ADSCs）进行体外标记，研究不同浓度的USPIO对大鼠ADSCs生物学活性的影响，确定其标记ADSCs的适宜浓度。方法实验分为8个组，其中6组依次添加不同终浓度的USPIO（180μg／mL、135μg／mL、90μg／mL、45μg／mL、22．5μg／mL、11．25μg／mL）。另2组为阴性转染组和空白对照组。普鲁士蓝染色检测USPl0标记ADSCs的效率，同时采用CCK-8及Alamarblue法检测各组细胞增殖情况。结果USPIO标记浓度在45μg/mL时，普鲁士蓝染色后ADSCs胞浆内可见大量蓝色颗粒，标记效率在95％以上；USPIO标记浓度在90μg／mL及以上时，标记效率约100％。CCK．8及Alamarblue检测结果表明USPl0在11-25μg/mL范围内对细胞活力的影响较小且差异无统计学意义（P〉0．05），故可将45—90μg／mL确定为适宜浓度。结论USPIO可在体外有效标记ADSCs，并且在适宜浓度范围内对细胞生物学活性无明显影响。

羧甲基壳聚糖超小超顺磁氧化铁纳米粒在大鼠体内的药动学特点及组织分布

目的考察羧甲基壳聚糖超小超顺磁氧化铁纳米粒(O-carboxymethyl chitosans ultrasmall superparamagnetic iron oxide nanoparticles,OCMCS-USPIO-NPs)在SD大鼠体内的药动学特征及组织分布,为其临床应用提供依据。方法 SD大鼠随机分为生理盐水组、OCMCS-USPIO-NPs组和葡聚糖超顺磁氧化铁纳米粒组(dextran-SPIO-NPs),原子分光光度法测定血浆和心、肝、脾、肺和肾等组织的铁含量,DAS药动学软件对血药浓度-时间数据处理,求得OCMCS-USPIO-NPs组和dextran-SPIO-NPs组在大鼠体内的主要药动学参数;绘制组织内铁含量-时间曲线结合普鲁士蓝染色,比较OCMCS-USPIO-NPs和Dextran-SPIO-NPs在大鼠体内组织分布特点。结果 OCMCS-USPIO-NPs组和dextran-SPIO-NPs组的主要药动学参数(AUC,MRT,t1/2,CL,V2,差异显著(P<0.05),且OCMCS-USPIO-NPs组t1/2>7 h;OCMCS-USPIO-NPs组在肝、脾和肺的组织分布浓度显著低于dextran-SPIO-NPs组。结论 OCMCS-USPIO-NPs能逃避网状内皮系统吞噬,具有长循环作用。

超声实现离体H-22肿瘤细胞快速磁性标记

利用超声促进小鼠H-22肝癌细胞对中等尺寸超顺磁氧化铁纳米微粒（super-magneticiron oxide,SPIO）的摄取,实现了细胞的快速磁性标记,探讨超声作为一种能量形式实现细胞磁性标记的方法及对细胞的影响.应用化学沉淀法合成葡聚糖包被、尺寸为（200-300 nm）×（400-600 nm）×（50-70 nm）的超顺磁性纳米氧化铁微粒,在超声发生器输出电功率为2 W、换能器中心频率为1.43 MHz且以连续模式工作时,对细胞进行磁性物装载.用光镜观察细胞标记及形态变化、普鲁士蓝染色鉴定细胞内铁的存在、台盼蓝染色观测标记细胞的活性.结果表明,当SPIO质量分数为410μg/mL、超声作用时间为30 s时,可以实现H-22离体细胞的快速标记,细胞标记率超过90%,且此时细胞存活率达92%.但标记率与SPIO质量分数、超声作用时间及超声发生器输出电功率等量相关.

体外纳米磁标记骨髓间充质干细胞生物学特性及其MR成像

目的研究超顺磁性氧化铁粒子(superparamagnetic iron oxide particles,SPIO)体外标记兔骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)及MR细胞成像示踪可行性。方法从兔骨髓中分离培养MSCs,体外不同浓度SPIO联合硫酸鱼精蛋白标记,未标记细胞设为对照组。普鲁士蓝染色和电镜检查鉴定细胞内铁颗粒,台盼蓝染色检测细胞存活,MTT法测定细胞生长曲线的变化,磁标记MSCs转入成骨、成脂肪培养基中进行诱导培养后进行鉴定,应用1.5TMR梯度回波T2加权(GRET2*WI)扫描序列和自旋回波T2加权(SET2WI)扫描序列对磁标记细胞成像示踪。结果普鲁士蓝染色和电镜检查显示细胞质内含致密铁颗粒,磁标记对MSCs活性和增殖无统计学差异(P>0·05),标记细胞可正常成骨、成脂肪分化。GRET2*WI序列和SET2WI序列提示与未标记细胞信号强度(SI)相比,1×106(标记细胞)、5×105(标记细胞)SI均显著性下降(P<0·05),其中GRET2*WI的信号强度衰减率(△SI)显著高于T2WI序列(P<0·05)。在2个序列中1×106(标记细胞)△SI均高于5×105(标记细胞)△SI,但不具有显著性差异(P>0·05)。结论SPIO联合硫酸鱼精蛋白转染剂能成功标记MSCs,磁标记对细胞存活、增殖及潜在多向分化能力无影响。磁标记细胞在MR上产生特征性的低信号改变。应用1.5TMR成像示踪标记细胞可行,以GRET2*WI序列成像最为敏感。

超声作用下双模态造影剂微泡的声空化和热效应

为将多模态造影剂微泡更好地应用于精准诊疗领域,研究了磁性双模态造影剂微泡的动态特性。将亲水性超顺磁四氧化三铁磁性纳米颗粒(SPIO)挂载到超声造影剂白蛋白包膜上,构建出超声/核磁共振(US/MRI)双模态造影剂微泡。基于被动空化探测实验和热电偶数据采集实验,系统性地研究了SPIO浓度对双模态造影剂微泡声空化效应和热效应的影响。结果显示:当SPIO浓度保持恒定时,SPIO-albumin微泡的瞬态空化(IC)阈值随着驱动超声脉冲宽度的增加或驱动超声频率更接近微泡共振频率而降低;双模态造影剂微泡产生的瞬态空化剂量(ICD)将随着SPIO颗粒浓度的增加而增大;当驱动声压相同时,与PBS和SPIO溶液相比,包膜材料中含有多SPIO纳米颗粒的SPIO-albumin微泡具有更快的升温速率和更高的峰值温度,这将有利于实现更好的超声热疗效果。

超顺磁纳米弛豫开关传感器的检测原理及影响因素综述

磁弛豫开关(MRS)传感器的检测是以超顺磁氧化铁纳米粒子的磁响应信号为基础。与光学方法相比,MRS不需要对样品进行复杂的预处理而对浑浊样品中进行检测,具有良好的无损性、选择性,检测过程快速、灵敏。这使MRS传感技术在食品安全、临床医学、生化分析等方面显示出了巨大的应用潜力。本文重点对超顺磁纳米弛豫开关传感器的检测原理及影响因素进行了综述,并对其发展方向及应用前景进行了展望。

整合素αvβ3受体靶向的MR分子探针制备及体外成像

目的:构建结缔组织生长因子多肽(CTGFP)超微超顺磁氧化铁粒子(USPIOs)磁共振(MR)分子探针,以显示高表达整合素αvβ3受体人肝癌Bel7402细胞。方法:用免疫细胞化学方法检测Bel7402细胞αvβ3受体表达情况;用邻苯二马来酰亚胺(OPDM)将USPIO和CTGFP偶联;将USPIO-CTGFP、USPIO分别与Bel7402细胞孵育,同时设立多肽竞争组及对照组,行普鲁士蓝染色显示铁颗粒,体外磁共振成像(MR I)观察在T2*W I上T2弛豫时间变化。结果:Bel7402细胞αvβ3受体表达阳性;普鲁士蓝染色可见USPIO-CTGFP组铁颗粒分布在细胞膜,而USPIO组及竞争组细胞膜上和细胞内铁颗粒极少;体外MR I显示USPIO-CTGFP组T2弛豫时间低于USPIO组、竞争组及对照组(P<0.05)。结论:USPIO-CTGFP对αvβ3受体具有较好靶向作用,可通过MR I显示高表达整合素αvβ3受体Bel7402细胞。