Materjali Avvanzati: Teknoloġija ġdida għall-ispezzjoni ta ’plakki aterosklerotiċi vulnerabbli

Il-marda kardjovaskulari (CVD) hija waħda mill-aktar theddidiet serji għas-saħħa tal-bniedem. Speċjalment f'pajjiżi, il-morbożità u l-mortalità kkawżati minn mard kardjovaskulari għadhom qed jiżdiedu. L-aterosklerożi (AS) hija l-kawża patoloġika ewlenija tal-mard kardjovaskulari. Ir-rispons infjammatorju jgħaddi mill-istadji kollha ta 'AS, mill-ġenerazzjoni ta' strixxi ta 'xaħam arterjali sal-formazzjoni ta' AS, u anke l-ksur tal-plakki. Fl-istess ħin, makrofaġi Huwa għandu rwol ewlieni fil-proċess li jassorbi lipoproteina ossidizzata ta 'densità baxxa (oxLDL) f'ċelloli tal-fowm. Fl-istess ħin, jirrilaxxa numru kbir ta 'fatturi infjammatorji u jipproduċi plakki AS instabbli. Studji kliniċi sabu li ċelloli tal-fowm rikki fi plakki AS huma faċli biex jinqasmu u jiffurmaw trombi, li jwasslu għal kumplikazzjonijiet fatali bħall-infart mijokardijaku u puplesija. Għalhekk, l-identifikazzjoni effettiva taċ-ċelloli tal-fowm u d-distinzjoni ta 'plakki AS vulnerabbli hija ta' sinifikat kbir għall-prevenzjoni u t-trattament ta 'mard kardjovaskulari kliniku.

Ibbażat fuq dan, il-Professur Zheng Lemin mill-Istitut tax-Xjenza Kardjovaskulari taċ-Ċentru tax-Xjenza tas-Saħħa ta 'l-Università ta' Peking u l-Laboratorju Ewlieni tax-Xjenza Kardjovaskulari Molekulari wassal lit-tim biex juża nanokompożiti Ti3C2 / ICG bħala nanoprobi PA biex jiżviluppa pjattaforma ta 'immaġni PA mhux invażiva, li irrealizza b'suċċess Immaġini intravitali diretta ta 'plakki AS vulnerabbli. Ir-riżultati tar-riċerka huma intitolati" Nanoprobe Non-InvASive għall-Immaġini Fotoakustika In Vivo tal-Plakka Aterosklerotika Vulnerabbli" u ppubblikat onlajn fil-GG quot; Advanced Materials" rivista.

Kemm in-nanosheets Ti3C2 kif ukoll l-ICG għandhom prestazzjoni ta 'immaġini PA eċċellenti. Barra minn hekk, in-nanosheets Ti3C2 għandhom erja speċifika kbira tal-wiċċ u jistgħu jintużaw bħala nanocarriers mgħobbija b'varjetà ta 'molekuli ICG, sabiex in-nanoprobi Ti3C2 / ICG jistgħu jtejbu b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tal-PA. Sabiex twettaq rikonoxximent selettiv ħafna ta 'plakki vulnerabbli, l-għajn tal-bniedem għażlet l-osteopontin (OPN) eċċessivament espress fiċ-ċelloli tal-fowm tal-plakki AS bħala l-mira. Permezz tal-modifika ta 'antikorp anti-OPN (OPN Ab), in-nanoprobe iffurmata OPN Ab / Ti3C2 / ICG tista' tirrikonoxxi speċifikament ċelloli tal-fowm u tessut tal-plakka vulnerabbli. Wara injezzjoni ġol-vina fil-ġrieden mudell AS, in-nanoprobe OPN-Ab / Ti3C2 / ICG urew immaġini PA partikolarment imtejba fuq l-ark aortiku fraġli b'ħafna plakka.

Ir-riċerkaturi sabu wkoll li l-makrofaġi u ċ-ċelloli tal-fowm li ma għaddew minn ebda trattament ma juru l-ebda fluworexxenza ħamra. Minħabba n-nuqqas ta 'modifika OPN-Ab, anke jekk in-nanoprobe Ti3C2 / ICG hija inkubata b'ċelloli tal-fowm li jesprimu żżejjed OPN, l-affinità mhux speċifika tagħha hija dgħajfa ħafna. Peress li l-espressjoni OPN taċ-ċelloli tar-ragħwa hija sinifikament ogħla minn dik tal-makrofaġi, huwa mistenni li ċ-ċelloli tar-ragħwa ko-inkubati man-nanoprobi OPN Ab / Ti3C2 / ICG ikollhom fluworexxenza ħamra mtejba b'mod sinifikanti, filwaqt li l-makrofaġi ttrattati bl-istess. relattivament dgħajjef.

L-ultrasound intravaskulari (IVUS), l-immaġni bir-raġġi-X, it-tomografija b'koerenza ottika u l-immaġni tar-reżonanza manjetika (MR) huma l-aktar metodi użati għal dijanjosi klinika ta 'AS. L-użu ta 'dawn it-tekniki jista' josserva sew il-morfoloġija dettaljata tal-plakek AS, janalizza s-solubbiltà tal-plakki, u kejjel il-ħxuna tal-medja intima. Madankollu, is-sensittività tagħha hija relattivament baxxa, u huwa diffiċli li jiġu skrinjati l-komponenti ewlenin tal-plakek AS, li joħloq sfida kbira għall-identifikazzjoni tal-plakki vulnerabbli AS. L-immaġni fotoakustika hija tip ġdid ta 'metodu dijanjostiku bijomediku li jgħaqqad is-sensittività għolja ta' l-immaġni ottika u l-fond ta 'penetrazzjoni relattivament għoli ta' l-immaġni bl-ultrasound, b'riżoluzzjoni spazjali għolja u kuntrast tajjeb tat-tessut. Pereżempju, bl-użu ta ’sorsi interni Il-paragun tal-emoglobina (PA) jew lipidi eżoġeni (PA) jista’ jgħin biex tiddistingwi l-emoglobina (PA) f’ċerti tessuti minn tessuti normali, nanomaterjali u molekuli taż-żebgħa organika b’assorbiment tipiku fil-viċin infra-aħmar. Fi studji preċedenti, l-immaġni PA ta 'AS kienet iffokata l-aktar fuq immaġni PA intravaskulari bl-għajnuna ta' kateteri intravaskulari ultrasound kummerċjali jew plakki AS. Madankollu, studji in vitro puri ma jistgħux jippruvaw bis-sħiħ il-fattibbiltà tal-immaġni PA f'ambjent tat-tessut li jkun fih id-demm u kumpless aktar realistiku. L-immaġni tal-PA intravaskulari in vivo hija metodu dijanjostiku invażiv, li jagħmilha faċli biex jiġu identifikati direttament tessuti ħajjin. Il-plakka bil-ħsara ġġib magħha ħafna inċertezza.

It-tfaċċar ta 'nanoprobi qrib l-infra-aħmar jipprovdi soluzzjoni tajba biex jingħelbu n-nuqqasijiet ta' hawn fuq. In-nanoprobi kważi infrared ġeneralment ikollhom koeffiċjenti ta 'assorbiment ottiku eċċellenti, li jistgħu jtejbu ħafna s-sensittività tal-immaġni PA, anke meta jiffaċċjaw l-isfida ta' interferenza qawwija fl-isfond fl-istess ħin. Il-kombinazzjoni ta 'aptamers funzjonali u nanoprobi tippromwovi aktar il-livell molekulari Dijanjosi mhux invażiva. Madankollu, l-applikazzjoni ta 'immaġni PA mhux invażiva fil-marda AS għadha fil-bidu tagħha.

Fil-qosor, it-tim ta 'riċerka ppropona pjattaforma ta' immaġini in vivo PA mhux invażiva bbażata fuq nanoprobi OPN-Ab / Ti3C2 / ICG għad-dijanjosi intuwittiva ta 'plakek AS vulnerabbli. Bl-użu ta 'nanosheets Ti3C2 bħala n-nanocarrier, flimkien mal-kisi tal-PEI, ir-rabta kovalenti ta' OPN-Ab u t-tagħbija kbira ta 'molekuli ICG huma realizzati sew. L-immaġni PA bbażata fuq is-sonda hija soluzzjoni tajba għall-iskrinjar tal-komponenti ewlenin tal-plakek AS fil-livell molekulari, u tipprovdi wkoll bosta opportunitajiet għal aktar esplorazzjoni ta 'immaġini mhux invażiva ta' tessuti profondi (arterja karotida umana, arterja karotida, u karotida arterja).