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浙江大学药学院凌代舜研究员团队研制用于高性能血管成像的超高场T1-T2双模态MRI造影剂

[发布时间]:2020-12-05    [作者]:Kyb    访问次数:283

利用磁共振成像(MRI)技术评估血管解剖结构和功能对于医学诊断至关重要,而临床常用的低场MRI系统(≤ 3 T)存在空间分辨率较低的问题。近年发展起来的超高场(UHFMRI≥ 7 T)能够显著提高分辨率和信噪比,在血管成像方面具有十分可观的应用前景。然而,目前UHF MRI技术在血管成像的实际应用中受到单模(T1T2)造影剂的低灵敏度和准确性的限制。

近日,浙江大学药学院凌代舜研究员团队在《Advanced Materials上发表了题为An Ultrahigh-Field-Tailored T1-T2 Dual-Mode MRI Contrast Agent for High-Performance Vascular Imaging的研究论文,提出一种超高场T1-T2双模态磁共振血管成像策略,并首次设计合成基于超小氧化铁纳米粒子的T1-T2双模态超高场磁共振造影剂(UDIOC)。UDIOC在超高场下具有高效的磁共振对比能力,可以通过对比增强磁共振血管造影(CE-MRA)对血管结构进行实现高分辨率的成像,并且基于UDIOCT1-T2双模态超高场动态对比增强磁共振成像(DCE-MRI)能够对肿瘤血管通透性进行准确、灵敏的评估。

超高T1-T2双模态磁共振血管成像示意图


通过热分解法制备UDIOC,并对其进行配体交换和化学修饰,在其表面修饰聚乙二醇(P-UDIOC)。由于UDIOC的超小尺寸使其在超高场下具有适当的T2对比效果,同时其表面修饰的亲水性配体加快周围环境中水质子的T1弛豫过程,因此在超高场下可作为T1-T2双模态造影剂。CE-MRA成像结果表明,尾静脉注射P-UDIOC后,大鼠脑部血管磁共振信号显著增强,可以清楚观测到多条动脉及微血管结构,且能够分辨直径约为140 μm的脑膜中动脉,提高了超高场MRA的分辨率。

基于超高场T1-T2双模态MRI造影剂的CE-MRA用于血管结构成像


进一步,尾静脉注射P-UDIOC后,T1加权和T2加权DCE-MRI均能评估肿瘤组织血管通透性,两种模态所得到的结果之间也能进行交叉验证。而商用T1造影剂(Gd-DTPA)仅能用于T1加权DCE-MRI,商用T2造影剂(MION)仅能用于T2加权DCE-MRI。此外,CD34染色结果证明与Gd-DTPAMION相比,只有通过基于P-UDIOCT1-T2双模态DCE-MRI得到的结果才能与免疫组织化学染色结果相吻合。

基于超高T1-T2双模态MRI造影剂的DCE-MRI用于肿瘤血管通透性评价


        本研究为下一代成像探针的设计提供了新思路,对肿瘤、脑血管疾病和神经退行性疾病等血管相关疾病的诊断、预后、治疗效果评价具有重要意义。本论文浙江大学硕士研究生汪瑾、硕士研究生贾银行、博士研究生王绮玥和博士研究生梁泽宇为共同第一作者,凌代舜研究员为通讯作者,浙江大学医学院白瑞良副教授共同通讯作者。

 

论文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202004917



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