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多功能造影剂研究取得新进展

上一篇 / 下一篇  2011-04-21 14:55:48

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  日前,北京大学第三医院王金锐教授与哈尔滨工业大学戴志飞教授组成的联合研究小组,在治疗诊断联用制剂的研究方面取得新进展。相关研究成果被选为热点(Hot Paper)文章发表在国际著名期刊《应用化学》(Angewandte Chemie International Edition,2011, 50, 3017-3021),题目为"金纳米壳层微胶囊:一种可同时用于癌症超声成像和光热治疗的多功能造影剂"(Gold-Nanoshelled Microcapsules: a Theranostic Agent for Ultrasound Contrast Imaging and Photothermal Therapy)。

  传统临床应用中,诊断和治疗是两个独立的过程,诊断用药和治疗用药也是两种独立的药物。在这种情况下,患者往往需要接受先诊断再治疗这样两次医疗过程,而且间隔时间较长,容易贻误疾病治疗的最佳时期。另外,由于诊断用药物和治疗用药物通常都对患者有一定的副作用,分为两次用药会增大患者不必要的痛苦和风险。因此,如何实现诊断用药和治疗用药合二为一是对生物医药界提出的一个极大挑战。

  众所周知,超声诊断是一种安全、便捷、价格低廉且实时成像的常用诊断技术。探头发出的超声波经过不同人体组织后发生的反射不同,利用这种反射声波的差异就可以得到人体组织的图像,通过加入一种被称为超声造影剂的诊断制剂,可以大大提高超声成像的灵敏度和分辨率,从而获得更加准确的诊断信息。光热治疗使用光吸收剂和对于人体组织穿透力较强的红外光来使组织温度升高,选择性地杀死肿瘤细胞,而对正常细胞不造成伤害,是一种绿色治疗方法。通常,在进行光热治疗之前需要准确知道病变位置,治疗过程中也需要实时监控治疗进程,治疗完成后也需要尽快评价治疗效果以确定下一步治疗方案。这些诊断和监控的工作正好可以通过超声造影成像来完成。

  因此,他们将超声造影成像效果好的高分子微胶囊和用于光热治疗的金纳米壳结合在一起,得到一种金纳米壳包覆的微胶囊。一方面,微胶囊可增强超声成像效果,通过超声成像可确定肿瘤的尺寸和位置,监控治疗过程以及治疗后的恢复过程;另一方面,金纳米壳在近红外区有较强的吸收,经近红外光激发后,可将吸收的光能转化成热能,使局域范围内温度升高,有效地杀死恶性肿瘤细胞,对肿瘤进行光热治疗。因此,通过金纳米壳包覆的微胶囊可实现诊断和治疗过程的完美结合,从而减少了中间环节、给药次数和毒副作用,提高了诊断治疗效率,降低了医疗费用,为开发先进的癌症诊断治疗技术提供了新的理念和方法。

  文章发表后引起了人们的广泛兴趣。最近出版的《自然—材料学》杂志(Nature Materials,2011, 10, 264))以"定点清除"(Locate and Kill)为题作为"研究亮点"对此进行了报道评述,指出"这种新型复合微胶囊将癌症的诊断和治疗两个过程融为一体,通过超声造影成像确定肿瘤的部位与大小尺寸后,可立即用近红外激光对肿瘤进行定点加热实施清除,从而避免了对正常组织的损伤,同时提高了疾病诊治的效率,因此具有显著的优越性。"

  同时,德国威利(Wiley-VCH)出版社以"双管齐下对抗癌症"(Double Strike to Fight Cancer)为题作为研究热点进行了报道,并被美国超声世界(Sonoworld.com)、德国纳米工作(Nanowerk.com)、美国创新报告(innovations-report.com)、等多个国际著名专业网站转载。报道指出:"该课题组研制了一种新型纳米金壳微胶囊,使用这种微胶囊既可以对癌症进行超声造影诊断,又可以在超声成像引导下对癌症进行定点光热治疗,从而可保护正常组织免受损伤。因此,在对癌症患者实施定点治疗时具有重要的应用价值。"


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