【摘 要】
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医学影像作为一种可视化的诊断平台被广泛用于临床与科学研究,尤其是无创、高软组织造影、高空间分辨率的磁共振成像技术（MRI）与高硬组织造影、高空间、高密度分辨率的计算机断层扫描技术（CT）都被广泛用于临床疾病的诊断。为了增强CT和MRI成像的灵敏度,目前临床使用碘化合物作为CT造影剂,钆螯合物作为MRI的T1正造影剂。但因两者是小分子造影剂存在成像功能单一、修饰难、成像时间短、灵敏度低、使用剂量大、
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医学影像作为一种可视化的诊断平台被广泛用于临床与科学研究,尤其是无创、高软组织造影、高空间分辨率的磁共振成像技术（MRI）与高硬组织造影、高空间、高密度分辨率的计算机断层扫描技术（CT）都被广泛用于临床疾病的诊断。为了增强CT和MRI成像的灵敏度,目前临床使用碘化合物作为CT造影剂,钆螯合物作为MRI的T1正造影剂。但因两者是小分子造影剂存在成像功能单一、修饰难、成像时间短、灵敏度低、使用剂量大、肾毒性、副反应等缺点。同时,CT和MRI每一种成像模式都有其固有的优劣势,单一成像模式不能满足对复杂疾病的全面诊断,所以有必要发展CT/MRI多功能造影剂。相较于单一功能的CT和MRI造影剂,CT/MRI多功能造影剂可提高成像的精准度、加快成像速度,避免多次注射带来的伤害与副反应。近些年来随着纳米技术的发展,纳米粒子因具有优异的光、电、磁的特性使其在纳米生物医学领域中被作为一种有前途的诊断试剂的应用有了增长。其中,超小粒径磁性纳米粒子被用作CT/T1-MRI多功能纳米造影剂的研究备受关注。超小粒径纳米粒子因其较大的比表面积不仅可以提高造影剂的灵敏度,减少使用的剂量,降低副反应,而且可以逃避内皮网状系统的捕获,增加在血液中的循环时间,进行长时间成像;在长时间成像之后可以通过肾脏排出体外,减小潜在生物危害。超小粒径Bi2S3纳米粒子因具有较大X射线衰减系数常作为CT造影剂被广泛研究。此外,MPt（M=Fe、Co或Ni）合金作为一种生物相容性好的磁性和X射线衰减大的纳米材料,为构建CT/T1-MRI多功能纳米造影剂提供了良好平台。基于以上背景,本论文首先研究了超小粒径的Bi2S3 CT纳米造影剂,其次研究了超小粒径MPt CT/T1-MRI多功能纳米造影剂的制备及生物应用,主要工作包括以下三个方面:（1）发展了一种经济、低毒的合成策略用于大规模制备超小粒径Bi2S3纳米粒子并进行水溶性和PEG的修饰,然后探究了其细胞毒性、体外及活体的CT成像效果。通过与临床上的碘克沙醇和已报道的Bi2S3纳米粒子相比具有优异的活体CT成像性能,并可用于长时间和高灵敏的CT成像,且成像之后的纳米造影剂可通过膀胱排出体外。实验结果表明超小粒径的Bi2S3 CT纳米造影剂具有较低的细胞毒性和优异的CT成像性能。该工作为一下步构建CT/T1-MRI多功能纳米造影剂平台奠定了良好工作基础。（2）制备了超小粒径MPt合金纳米粒子并进行水溶性及PEG的修饰,然后探究了其体外和活体的CT/T1-MRI成像性能。通过与临床上的碘克沙醇和钆双胺对比可知超小粒径MPt多功能纳米造影剂具有较高的CT和T1-MRI成像灵敏度可以进行高灵敏的CT/T1-MRI双模成像。同时,由于其较高灵敏度可以减少使用剂量,降低副反应。此外,在长时间成像后能通过膀胱代谢出体外,以减少潜在生物危害。该工作成功构建了3种超小粒径的高性能CT/T1-MRI多功能纳米造影剂,这为疾病的高效诊断提供了一种可视化平台。（3）探究超小粒径MPt多功能纳米造影剂的细胞毒性、组织、活体毒性,实验结果表明3种超小粒径MPt CT/T1-MRI多功能纳米造影剂无明显细胞、组织及活体毒性且具有良好生物相容性。该工作为其下一步的生物应用和向临床转化奠定了良好基础,也推进了超小粒径多功能纳米造影剂的应用与发展。
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