通过将高分辨率成像工具与吸光纳米星相结合，研究人员可以更精确地治疗癌性肿瘤。杜克大学的生物医学工程师开发出一种更精确地加热金纳米粒子以瞄准并摧毁癌性肿瘤的方法。该团队利用结合光和声的成像方法深入组织内部，更好地追踪和加热纳米粒子，从而摧毁动物模型中的膀胱癌肿瘤。该研究发表在《科学进展》 杂志上（“通过将装甲金纳米星与实时光声测温与成像相结合来推进精准光热疗法”）。在探索非侵入性癌症疗法的过程中，纳米粒子介导的光热疗法 (PTT) 等基于光的疗法已成为颇具前景的候选方案。在这些疗法中，纳米粒子通常呈棒状或星状，被注射到体内，并通过循环系统传播，最终在癌性肿瘤中积聚。当足够多的纳米粒子到达肿瘤后，就会使用激光加热这些粒子，从而破坏周围的癌细胞。基于纳米粒子的光热疗法 (PTT) 最近甚至已被成功用于治疗人类前列腺癌，并且正在进行进一步的临床试验。尽管光热疗法 (PTT) 有助于最大限度地减少光疗法中经常伴随的脱靶损伤，但这种方法并非没有问题。纳米粒子受热时通常会改变形状，从星形变成球形，从而限制其疗效。研究人员还缺乏能够精确追踪深层组织中粒子温度和位置的成像工具。“当我们想要测量温度时，我们需要使用侵入式热探头，它并不比普通的烹饪温度计复杂多少，”杜克大学 R. Eugene 和 Susie E. Goodson 杰出生物医学工程教授 Tuan Vo-Dinh 实验室的博士生 Aidan Canning 说。“这些探头还会吸收激光，从而导致深层组织读数出现偏差。”但坎宁在杜克大学仅几个实验室就找到了解决这些长期存在问题的方法。Tri Vu 是生物医学工程副教授 Jeffrey N. Vinik 实验室的博士生，当时他正在研究光声断层扫描技术。这项成像技术将激光照射到组织中，然后测量产生的超声波，从而生成彩色图像。当时，Vu 正在开发一种用于小动物成像的全环阵列，他将其命名为光声计算机断层扫描 (PACT)。“它看起来像一台微型核磁共振成像仪，”现任俄克拉荷马大学研究助理教授的Vu解释说。“但当像老鼠这样的动物被放入这个系统时，我们就能捕捉到动物全身深层组织的图像。”Canning 听说过 Vu 的技术，并好奇它如何与他的纳米星配对。Vu 也同样如此。在初步实验中，团队发现 Vu 的成像系统可以轻松追踪 Canning 纳米星在动物体内目标肿瘤和组织中的积累情况。他们还发现，光声成像的热敏性使团队能够更精确地测量纳米星及其周围组织的温度。Canning 和 Vu 使用升级版金纳米星，在小鼠膀胱癌模型中测试了该系统的有效性。Canning 的新设计将每颗纳米星包裹在一个空心金壳中，该金壳可在纳米星的分支受热时保持稳定，防止其融化成球体。与 Vu 的 PACT 系统结合使用后，该团队能够轻松检测和成像纳米星，并监测光热治疗的进展。通过更精确地监测温度，该团队能够观察到激活纳米星并破坏细胞所需的理想温度剂量。这些技术的结合使得膀胱癌模型的存活率达到 100%，并且没有观察到与治疗相关的毒性或对表面组织的损伤。坎宁说：“这些技术的整合是解决整个领域挑战和追求更加个性化治疗的重要一步。”两人已计划继续开展研究，研究这些工具在更大型动物模型中的表现。他们还希望探索如何利用这些工具来阐明PTT如何与免疫疗法等其他治疗方法结合使用，以优化抗癌免疫反应。“这项研究为探索利用光声成像推进和改进光热疗法的新方法开辟了许多机会，”Vu说道。“Aidan和我都非常感谢我们的实验室和杜克大学生物医学工程学院（Duke BME）为促成这种合作营造了良好的环境。”来源：杜克大学摘要：通过将高分辨率成像工具与吸光纳米星相结合，研究人员可以更精确地治疗癌性肿瘤。杜克大学的生物医学工程师开发出一种更精确地加热金纳米粒子以瞄准并摧毁癌性肿瘤的方法。该团队利用结合光和声的成像方法深入组织内部，更好地追踪和加热纳米粒子，从而摧毁动物模型中的膀胱癌肿瘤
来源：科学培训