纳米限制概念提高了诊断造影剂的安全性

七年前，医学、放射学和生物医学工程教授 Albert J. Sinusas 正在与一个工程师团队合作开发一种可成像聚合物，用于预防心脏病发作后的不良重塑，当时他们无意中发现当碘(一种用于 X 射线成像的造影剂)被填充在纳米颗粒中时，X 射线的吸收会更大，可能会提高能见度。

在开发这个新概念时，耶鲁大学转化研究成像中心 (Y-TRIC) 的负责人 Sinusas 求助于生物医学工程副教授 Tarek Fahmy 博士和 Dongin (Donoven) Kim 博士，现在是俄克拉荷马大学的助理教授，并且是首批获得 NIH T32 资助的 Y-TRIC 学员之一，用于培训多模态分子和转化心血管成像，该资助刚刚又续签了五年的资助。

耶鲁大学领导的研究小组发现，当包裹在纳米颗粒中时，碘等CT造影剂使 X 射线的吸收增加了近一个数量级，从而提高了成像和疾病表征的灵敏度，并可能降低毒性。常规造影剂。Sinusas 和工程师团队于今年早些时候于 2021 年 1 月 26 日获得了这一概念的专利。

“我们发现，当造影剂在纳米级(几百纳米)上“聚集”或聚集时，这会以非线性方式增强整体对比度，简而言之，这意味着电磁波的散射被放大。我们还发现，这不仅仅是 X 射线增强效应，而是一种普遍的电磁波效应，这意味着光波、无线电波和其他增强了，“Fahmy 说。

纳米粒子被认为小于 200 纳米。当这些微小颗粒充满碘时，它们在计算机断层扫描 (CT) 医学成像中发挥着重要作用。CT 扫描依赖于计算机处理的 X 射线，在医学成像中具有广泛的应用。然而，研究人员一致认为，这种诊断工具还存在因电离辐射而导致继发性癌症的长期风险。通常与 X 射线成像结合使用的碘基化合物可导致肾功能受损患者的肾功能恶化。因此，使用这些造影剂的改进配置可以允许以更少的辐射和更低的造影剂浓度进行诊断成像，从而降低总体毒性。

当封闭或限制在纳米粒子中时，造影剂表现出不同的特性，可以增强 CT 对比度并改善成像。可以吸收更多的 X 射线，这将降低与高浓度造影剂相关的毒性。这些药剂由部分或聚合物制成，可提供延长的循环和最小的血管渗透，并在递送到心肌时可能延长保留时间以改善受伤后的修复。

好处：

提高灵敏度：增加 X 射线的吸收导致对比度检测的灵敏度提高，促进分子靶向成像。

降低中毒几率：灵敏度提高，可以使用更少的碘来降低毒性

与 FDA 批准的纳米材料的整合：随着在 FDA 批准的聚合物中加入碘，商业化的机会更大。

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Sinusas 是 250 多篇同行评审出版物的作者，并已获得多项与多模态心血管成像相关的专利。2020 年 1 月 7 日，Sinusas 获得了另一项基于导管系统的专利，该系统带有可伸缩针头，这是他与 Farhad Daghighian 博士共同开发的一种微创方法，用于检测用于正电子发射断层扫描的分子靶向放射性示踪剂( PET)扫描。这种基于导管的技术可用于指导碘化治疗诊断聚合物的输送，以预防心脏病发作后的不良重塑。

Sinusas 和 John Stendahl, MD, Ph.D.，也是前 T32 实习生，现在正在测试基于部分的造影剂的应用，以提高生物可吸收支架的成像能力，以及其他未来的成像技术，用于早期疾病检测和指导治疗。

最近，Kim 是一篇论文的合著者，该论文研究了纳米限制的优势。手稿“纳米限制介导的癌症治疗诊断学”于 1 月 27 日发表在药物研究档案中。

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