【材料】凌代舜團隊開發出用於高性能血管成像的超高場T1-T2雙模態MRI造影劑

2021-03-05 X-MOL資訊

利用磁共振成像（MRI）技術評估血管解剖結構和功能對於醫學診斷至關重要，而臨床常用的低場MRI系統（≤ 3 T）存在空間解析度較低的問題。近年發展起來的超高場（UHF）MRI（≥ 7 T）能夠顯著提高解析度和信噪比，在血管成像方面具有十分可觀的應用前景。然而，目前UHF MRI技術在血管成像的實際應用中受到T1/T2單模態造影劑的低靈敏度和準確性的限制。

近日，浙江大學凌代舜研究員團隊提出一種超高場T1-T2雙模態磁共振血管成像策略，並首次設計合成了基於超小氧化鐵納米粒子的T1-T2雙模態超高場磁共振造影劑（UDIOC）。UDIOC在超高場下具有高效的磁共振對比能力，可以通過對比增強磁共振血管造影（CE-MRA）對血管結構進行實現高解析度的成像，並且基於UDIOC的T1-T2雙模態超高場動態對比增強磁共振成像（DCE-MRI）能夠對腫瘤血管通透性進行準確、靈敏的評估。

圖1. 超高場T1-T2雙模態磁共振血管成像示意圖。圖片來源：Adv. Mater.由於UDIOC的超小尺寸使其在超高場下具有適當的T2對比效果，同時其表面修飾的親水性配體加快了周圍環境中水質子的T1弛豫過程，因此在超高場下可作為T1-T2雙模態造影劑。通過CE-MRA成像結果表明，該材料能夠顯著增強大鼠腦部血管磁共振信號，可以清楚地分辨直徑約為140 μm的腦膜中動脈，提高了超高場MRA的解析度。

圖2. 基於超高場T1-T2雙模態MRI造影劑的CE-MRA用於血管結構成像。圖片來源：Adv. Mater.同時，該材料在T1加權和T2加權DCE-MRI均能評估腫瘤組織血管通透性，兩種模態所得到的結果之間也能進行交叉驗證。而商用T1造影劑（Gd-DTPA）僅能用於T1加權DCE-MRI，商用T2造影劑（MION）僅能用於T2加權DCE-MRI。此外，CD34染色結果證明了與Gd-DTPA和MION相比，只有通過基於P-UDIOC的T1-T2雙模態DCE-MRI得到的結果才能與免疫組織化學染色結果相吻合。本研究為下一代成像探針的設計提供了新思路，對腫瘤、腦血管疾病和神經退行性疾病等血管相關疾病的診斷、預後、治療效果評價具有重要意義。

圖3. 基於超高場T1-T2雙模態MRI造影劑的DCE-MRI用於腫瘤血管通透性評價。圖片來源：Adv. Mater.這一成果近期發表在Advanced Materials 上，浙江大學碩士研究生汪瑾、碩士研究生賈銀行、博士研究生王綺玥和博士研究生梁澤宇為該論文的共同第一作者，凌代舜研究員為通訊作者，浙江大學醫學院白瑞良副教授為共同通訊作者。An Ultrahigh‐Field‐Tailored T1-T2 Dual‐Mode MRI Contrast Agent for High‐Performance Vascular ImagingJin Wang, Yinhang Jia, Qiyue Wang, Zeyu Liang, Guangxu Han, Zejun Wang, Jiyoung Lee, Meng Zhao, Fangyuan Li, Ruiliang Bai*, Daishun Ling*Adv. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adma.202004917https://www.x-mol.com/university/faculty/26739

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