我院團(tuán)隊研發(fā)出高性能磁共振造影劑凍干粉
時間：2021-04-13 01:04:01學(xué)院：食品與生物工程學(xué)院學(xué)校：合肥工業(yè)大學(xué)
? ? ? 磁共振成像技術(shù)（MRI）是當(dāng)前臨床醫(yī)學(xué)重要的診斷手段之一。為了提高信號對比度和臨床診斷準(zhǔn)確率，新型磁共振成像造影劑的研發(fā)是當(dāng)前生物材料領(lǐng)域一項重要的研究課題。目前臨床應(yīng)用最廣泛的磁共振成像造影劑釓噴酸葡胺作為一種線性釓基造影劑已經(jīng)被美國食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)近三十年，但是近年來臨床證據(jù)表明線性釓基造影劑具有較高的腎源性系統(tǒng)性纖維化病變（NSF）和釓沉積的風(fēng)險，因此大環(huán)類釓基造影劑以及理化性能更加穩(wěn)定的釓基納米磁共振造影劑成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
? ? ? 近日，我院錢海生教授科研團(tuán)隊、校化學(xué)與化工學(xué)院陸楊教授課題組與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏教授課題組合作研發(fā)了一種安全的亞10nm高性能納米磁共振造影劑，實(shí)現(xiàn)T1型納米磁共振造影劑的凍干粉針劑型。該納米顆粒凍干粉針劑表現(xiàn)出極好的納米顆粒水溶性、單分散性以及穩(wěn)定性，其縱向摩爾馳豫率（r1）達(dá)到7.0 mM-1s-1，約是商用釓噴酸葡胺注射液的兩倍。與同等劑量釓噴酸葡胺相比，該納米造影劑的新西蘭兔血管造影結(jié)果表現(xiàn)出更高信號與更清晰的成像效果（圖1）。這種凍干粉針劑無溶血反應(yīng)或者細(xì)胞毒性，同時釓離子泄漏率低，從而降低了腎纖維化病變（NSF）等的潛在風(fēng)險。進(jìn)一步通過腎臟尿液代謝、臟器病理切片、組織分布與半致死劑量毒性評估、肝功能、腎功能血清指標(biāo)和血常規(guī)生化指標(biāo)分析等大量體內(nèi)生物安全性分析證明其具有良好的生物安全性，很有希望成為新一代高效、低毒的血池磁共振成像造影劑。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《生物材料》（Biomaterials, 2018，158, 74-85，DOI: 10.1016/j.biomaterials.2017.12.023）。
? ? ? 近年來，該合作團(tuán)隊聯(lián)合中國科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像科徐運(yùn)軍博士研究組在納米磁共振造影劑的尺寸、形貌和縱向摩爾馳豫率（r1）調(diào)控方面取得了一系列研究成果。此前已經(jīng)成功研發(fā)了一種可用于上轉(zhuǎn)換熒光成像和磁共振成像的雙模生物納米探針（NaYF4:Yb/Er@NaGdF4啞鈴狀核殼上轉(zhuǎn)換納米顆粒），其縱向摩爾馳豫率（r1）是商用釓噴酸葡胺注射液的兩倍且擁有優(yōu)異的上轉(zhuǎn)換熒光性能。相關(guān)工作發(fā)表在《美國化學(xué)會應(yīng)用材料與界面》（ACS Applied Materials & Interfaces, 2017, 9, 9226?9232）。通過超薄殼層的合成策略研發(fā)了一種亞10nm超高性能T1型磁共振成像造影劑（CaF2:Yb/Er@CaF2:Gd核殼納米顆粒），其縱向摩爾弛豫率（r1）是商用釓噴酸葡胺注射液（Gd-DTPA）的七倍，并且將其成功運(yùn)用于磁共振血管成像與腫瘤診斷（如圖2所示）。相關(guān)工作發(fā)表在國際生物材料學(xué)期刊《生物材料科學(xué)》上，并被選為封面論文（Biomaterials Science, 2017, 5, 2403-2415）。
? ? ? 相關(guān)研究成果“新型核磁共振造影劑并用于血管造影”在“2016年全國雙創(chuàng)活動周”期間啟動科技成果直通車（北京站）暨首場科技成果路演中作為22個重點(diǎn)項目之一進(jìn)行了重點(diǎn)推介，在本次路演中我省共三個項目入選，本工作相關(guān)成果是我校唯一入選的重點(diǎn)項目成果。相關(guān)成果在2017年教育部首屆中國高?？萍汲晒灰讜◤V東惠州）中也被選為重點(diǎn)項目成果進(jìn)行了推介。
? ? ? 該項研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金等項目的資助，研究成果已申請發(fā)明專利7項，授權(quán)5項。
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圖1. ppNaGdF4納米顆粒凍干粉針劑的物理和化學(xué)穩(wěn)定性表征與凍干粉針劑的磁共振血管成像和體內(nèi)代謝后尿液表征
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圖2. CaF2:Yb/Er@CaF2:Gd核殼納米顆粒的高性能磁共振血管成像與腫瘤診斷（雜志封面圖）
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