新研究報告首次在活體動物受試者中使用正電子發(fā)射粒子追蹤

生物醫(yī)學(xué)工程與成像科學(xué)學(xué)院的研究人員發(fā)表了一項(xiàng)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(xué)不透明系統(tǒng)中對單個放射性粒子進(jìn)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(jī)、工業(yè)攪拌機(jī)等復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)的流動，但尚未轉(zhuǎn)化為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

PEPT 以前一直是生物醫(yī)學(xué)成像中一個未經(jīng)探索的領(lǐng)域，因?yàn)槿狈Ψ椒▉矸蛛x和放射性標(biāo)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(xiàng)新研究中，主要作者 Juan Pellico 博士和 Rafael TM de Rosales 博士領(lǐng)導(dǎo)的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)能夠合成、放射性標(biāo)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(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn) PET 成像和 PEPT。

“我們的目標(biāo)是進(jìn)一步發(fā)展這些發(fā)現(xiàn)并開發(fā)改進(jìn)的 PEPT 示蹤劑，這將使我們能夠充分探索 PEPT 在生物醫(yī)學(xué)中的潛力，提供有關(guān)不同環(huán)境下血流動力學(xué)的全身信息，并具有獨(dú)特的應(yīng)用，例如復(fù)雜的研究生物醫(yī)學(xué)工程與成像科學(xué)學(xué)院成像化學(xué)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(xué)和藥物輸送至關(guān)重要。”

“其他潛在的應(yīng)用包括使用單顆粒進(jìn)行高精度 PEPT 引導(dǎo)的放射治療或手術(shù)。此外，使用單個放射性標(biāo)記細(xì)胞的體內(nèi) PEPT 應(yīng)該可以評估單個細(xì)胞的運(yùn)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(shí)時地對體內(nèi)單個粒子的位置進(jìn)行三角測量。

“在當(dāng)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(biāo)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(shí)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(xué)或血液如何流經(jīng)血管可能有用。

“PEPT 通過實(shí)時跟蹤單個粒子，可以研究血流的速度、密度和整體動力學(xué)，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(xué)研究是特別及時，因?yàn)榕R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(yīng)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(jìn)行詳細(xì)分析，這可用于指導(dǎo)患者的治療選擇。

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