生物醫(yī)學工程與成像科學學院的研究人員發(fā)表了一項新研究，首次探索在活體受試者中使用正電子發(fā)射粒子追蹤(PEPT)。
PEPT 技術(shù)允許在大型、致密和/或光學不透明系統(tǒng)中對單個放射性粒子進行 3D 定位和跟蹤，這是使用其他方法難以研究的。該技術(shù)目前用于研究大型發(fā)動機、工業(yè)攪拌機等復雜機械系統(tǒng)內(nèi)的流動，但尚未轉(zhuǎn)化為生物醫(yī)學應用。
PEPT 以前一直是生物醫(yī)學成像中一個未經(jīng)探索的領(lǐng)域，因為缺乏方法來分離和放射性標記足夠小且具有足夠放射性的單個顆粒，使其能夠在活體受試者中注射和檢測。
在《自然納米技術(shù)》雜志上發(fā)表的這項新研究中，主要作者 Juan Pellico 博士和 Rafael TM de Rosales 博士領(lǐng)導的多學科團隊能夠合成、放射性標記和分離出具有足夠放射性的單個亞微米二氧化硅顆粒，以便能夠用首次實現(xiàn)標準 PET 成像和 PEPT。
“我們的目標是進一步發(fā)展這些發(fā)現(xiàn)并開發(fā)改進的 PEPT 示蹤劑，這將使我們能夠充分探索 PEPT 在生物醫(yī)學中的潛力，提供有關(guān)不同環(huán)境下血流動力學的全身信息，并具有獨特的應用，例如復雜的研究生物醫(yī)學工程與成像科學學院成像化學專業(yè)的讀者 Rafael TM de Rosales 博士說：“血液的多相流動，對于臨床生理學和藥物輸送至關(guān)重要。”
“其他潛在的應用包括使用單顆粒進行高精度 PEPT 引導的放射治療或手術(shù)。此外，使用單個放射性標記細胞的體內(nèi) PEPT 應該可以評估單個細胞的運動和遷移，以及它們與血管和組織的相互作用。 PEPT 允許您高精度、實時地對體內(nèi)單個粒子的位置進行三角測量。
“在當前的 PET 成像方法中，我們將數(shù)十億甚至數(shù)萬億的放射性標記分子注射到患者體內(nèi)，所得圖像代表了它們在一段時間(通常是 10-30 分鐘)后的平均分布。
“這并不能實時為您提供有關(guān)這些分子的速度或其在體內(nèi)的確切位置的信息，而這對于研究血流動力學或血液如何流經(jīng)血管可能有用。
“PEPT 通過實時跟蹤單個粒子，可以研究血流的速度、密度和整體動力學，而這些目前是任何其他成像方式無法研究的。全身水平的血流動力學研究是特別及時，因為臨床全身 PET 掃描儀現(xiàn)已可用，其中一臺很快將安裝在國王醫(yī)院。”
體內(nèi) PEPT 有可能在評估心血管疾病或癌癥的異常事件方面提供重要突破，其中血流對這些疾病或癌癥有顯著影響。
未來的臨床應用可能包括對血流異常的腫瘤或血管病變等病變內(nèi)的 血流和壓力梯度進行詳細分析，這可用于指導患者的治療選擇。
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