纳米限制的概念提高了救生诊断造影剂的灵敏度和安全性

七年多前，医学、放射学和生物医学工程教授Albert J. Sinusas 医学博士与工程师团队合作开发一种可成像聚合物，以防止心脏病发作后的不良重塑，但他们无意中发现：当碘(一种用于 X 射线成像的造影剂)被包装在纳米颗粒中时，对 X 射线的吸收更大，可能会提高能见度。

在开发这一新概念时，领导耶鲁大学转化研究成像中心 ( Y-TRIC ) 的 Sinusas 求助于生物医学工程副教授Tarek Fahmy 博士和现任助理教授Dongin (Donoven) Kim 博士。俄克拉荷马大学，以及由 NIH T32 资助的首批 Y-TRIC 学员之一，用于多模态分子和转化心血管成像培训，该项目刚刚获得了额外五年的资助。

耶鲁大学领导的研究小组发现，当包装在纳米颗粒中时，碘等 CT 造影剂可将 X 射线的吸收增加近一个数量级，从而提高成像和疾病表征的灵敏度，并可能降低毒性。常规造影剂。今年早些时候，Sinusas 和工程师团队于 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，即光波、无线电波和其他增强效应，”Fahmy 说。

纳米粒子的大小被认为小于 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由于电离辐射而导致发生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。

方法

当封装或限制在纳米颗粒中时，造影剂表现出不同的特性，可增强 CT 对比度并改善成像。可以吸收更多的 X 射线，这将减少与高浓度这些造影剂相关的毒性。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，并在输送到心肌时可能延长保留时间，以改善损伤后的修复。

好处

提高灵敏度：增加 X 射线的吸收会提高对比度检测的灵敏度，从而促进分子靶向成像。

较低的毒性机会：灵敏度提高，可以使用较少的碘降低毒性。

与 FDA 批准的纳米材料整合：随着碘在 FDA 批准的聚合物中的加入，商业化的机会更大。

探索医学影像扫描仪的诊断和治疗能力

Sinusas 是 250 多篇同行评审出版物的作者，并获得了多项与多模态心血管成像相关的专利。2020 年 1 月 7 日，Sinusas 与 Farhad Daghighian 博士一起开发了一种基于导管的可伸缩针头系统的另一项专利，该专利是一种微创方法，用于检测用于正电子发射断层扫描 (PET) 扫描的分子靶向放射性示踪剂. 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，医学博士，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 是一篇研究纳米限制优势的论文的合著者。

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