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磁共振成像技术目前在临床诊断中得到了广泛的应用。而在磁共振成像检查中超过30%的病例需要用到磁共振成像造影剂。磁共振成像造影剂的使用缩短了成像的时间,增强了相关信号的对比度,使得获得高分辨率的组织图像成为可能,因而大大提高了诊断的特异性及敏感性。作为磁共振成像造影剂必须具有生物相容性、稳定性及弛豫效能高等特点。本论文主要合成了三种磁共振成像造影剂,分别为:磁性壳聚糖造影剂、磁性N-羧甲基壳聚糖造影剂以及壳聚糖-接枝-N-异丙基丙烯酰胺修饰的磁共振成像造影剂。本论文的具体工作如下所示:
(1)综述磁共振成像的原理、磁共振成像造影剂的要求及分类、Fe3O4纳米粒子的制备、壳聚糖的研究进展、N-异丙基丙烯酰胺的性质及应用等。
(2)制备磁性壳聚糖,作为潜在的磁共振成像造影剂。以本课题组降解的低聚壳聚糖为原料,采用原位生成Fe3O4纳米粒子的方法制备磁性壳聚糖,用红外(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)、X射线能量色散光谱测试(EDX)、热重(TGA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、磁共振成像(MRI)等对其进行了表征及性能测试。测试结果表明,此磁性壳聚糖的横向弛豫率R2为81.64 mmol/L/s(3)对大分子壳聚糖进行羧甲基改性,在其氨基位置引入羧基,制备N-羧甲基壳聚糖;再在其链上采用原位生成Fe3O4纳米粒子的方法制备磁性N-羧甲基壳聚糖,对其进行表征及性能测试。透射电镜(TEM)结果表明,制备的Fe3O4纳米粒子平均粒径约为5-10 nm。热重(TGA)结果显示,Fe3O4纳米粒子的含量与N-羧甲基壳聚糖中羧甲基的含量有关,其含量随羧甲基含量的增加而增加,但当羧甲基的含量增加到某一程度时,Fe3O4纳米粒子的含量达到某一峰值。磁共振成像(MRI)结果表明,制备的磁性N-羧甲基壳聚糖的横向弛豫率R2为82.82 mmol/L/s,高于文献中报道的超顺磁性氧化铁作为磁共振成像造影剂时R2需大于62 mmol/L/s的最低标准。
(4)将壳聚糖与N-异丙基丙烯酰胺进行接枝反应,然后与Fe3O4纳米粒子进行结合,制备出壳聚糖-接枝-N-异丙基丙烯酰胺修饰的磁性聚合物,同样对其进行了表征。磁共振成像结果显示,此聚合物的横向弛豫率R2为89.01 mmol/L/s,可作为潜在的磁共振成像阴性造影剂。
(5)对以上工作进行总结,并对制备的磁共振成像造影剂的应用进行了展望。