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第一章纳米探针Ba Gd F5-PEG在VX2瘤模型中活体分布及肿瘤CT/MR显像效果研究目的:影像技术对肿瘤早期诊断的发展至关重要,而纳米材料具有表面活性中心多、比表面积大、吸附能力强、表面反应活性高、毒性低等优点,可作为新型造影剂应用于影像,本实验设计出一种新型多功能纳米颗粒作为双模态CT/MR造影剂,并应用于肿瘤显像。方法:采用水热法制备Ba Gd F5疏水纳米颗粒,经盐酸改性并采用HS-PEG2000-NH2对其表面进行修饰,获得的Ba Gd F5-PEG具有良好的水溶性和生物相容性。并对材料颗粒大小、水合动力学直径、红外变换图谱分析等进行材料表征测试,采用标准MTT法评价细胞毒性,利用昆明小鼠观察材料在动物体内急慢性毒性。在体外条件下,与临床常规使用的CT、MR造影剂进行显像效果对比研究;在活体情况下,采用荷VX2肿瘤裸鼠作为显像动物模型,通过FDG PET/CT评价肿瘤生长情况,CT显像探究纳米探针在荷瘤裸鼠体内的代谢以及肿瘤部位强化情况,MR显像通过T1Mapping序列定量测定肿瘤的T1值,判断肿瘤部位的强化情况。结果:透射电镜下显示:纳米颗粒直径约10 nm,类鹅卵石形,大小均一。经PEG修饰后,Ba Gd F5-PEG具有良好的生物相容性及水溶性,没有明显的细胞毒性及生物毒性,纳米颗粒的水合动力学粒径为51.7 nm,Zeta电位为48.5 mv。体外实验:Ba Gd F5的X线衰减系数大于临床碘剂,Ba Gd F5中Gd的弛豫率r1为1.58。活体实验:PET/CT显像:第3只裸鼠VX2瘤由于无明显葡萄糖代谢被排除。CT显像:注入纳米材料后,肝、脾强化效果显著,12 h后,仍然能观察到明显的肝脾强化表现。注射纳米材料0.5 h后,裸鼠肿瘤部位的CT值从53 HU上升到65 HU,上升幅度约23%。MR显像:注入纳米材料0.5 h后,肿瘤部位的T1值由1600 ms降至1100 ms,降幅约31%。结论:我们设计了一种CT/MR多模态纳米材料Ba Gd F5-PEG,生物相容性及安全性良好,主要通过肝脾代谢并可富集于肿瘤部位。第二章靶向纳米探针Ba Gd F5-PEG-RGD对VX2瘤及炎性病灶的CT/MR显像研究目的:RGD肽修饰的纳米探针Ba Gd F5-PEG-RGD对于高表达αvβ3整合素蛋白的VX2肿瘤细胞具有靶向性,因此可以成为一种肿瘤靶向造影剂。另外,我们期望通过靶向性纳米材料显像,探索多功能纳米颗粒Ba Gd F5-PEG-RGD在肿瘤和炎症病灶中的代谢特点。方法:采用水热法制备Ba Gd F5疏水纳米颗粒,制备Ba Gd F5-PEG,连接RGD,合成靶向纳米材料Ba Gd F5-PEG-RGD。并对材料水合动力学直径、红外变换图谱分析等进行表征测试。体外显像研究Ba Gd F5-PEG-RGD的MRI横向弛豫效能。体内显像包括动物模型:裸鼠VX2肿瘤模型,兔肿瘤-炎症模型。FDG PET/CT显像评价肿瘤代谢情况。CT显像:采用裸鼠VX2肿瘤模型,探究靶向纳米探针在荷瘤裸鼠体内的代谢及肿瘤病灶强化情况。MRI显像:采用兔肿瘤-炎症模型作为显像动物模型,探索纳米探针在兔肿瘤-炎症模型的代谢情况,采用MRI LAVA flex动态增强序列,动态监测注射纳米材料后兔肿瘤灶、炎症病灶、肌肉的T1信号值变化。结果:Ba Gd F5-PEG-RGD水合动力学粒径为55.05 nm,Zeta电位为49.1 mv。链接RGD后,弛豫率1/T1由1.58变为1.67。CT显像结果:注射纳米材料后12 h,VX2瘤鼠肿瘤部位的CT值由初始的54 HU提高至85 HU,CT值变化幅度57%。MRI显像结果:注射入纳米材料后,兔肿瘤部位的T1WI信号值升高程度大于炎症部位,在1.5 h点出现下降,此时,炎症部位的T1WI信号值仍在上升。肌肉的T1信号值无明显变化。结论:连接RGD后,靶向纳米探针Ba Gd F5-PEG-RGD实现了VX2肿瘤靶向性成像,Ba Gd F5-PEG-RGD在肿瘤和炎症病灶中的代谢情况有差异,值得进一步研究。