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高亮度分子探針加固熒光導(dǎo)航技術(shù) 精準(zhǔn)外科再譜新章
2022年01月07日 15:52:48
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：江魚 點(diǎn)擊量：7896
復(fù)旦大學(xué)張凡教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的高亮度氮偶氮硼二吡咯烷刷狀大分子探針，有望應(yīng)用于腫瘤的早期診斷和術(shù)中導(dǎo)航。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高速發(fā)展，醫(yī)學(xué)技術(shù)日新月異，醫(yī)學(xué)理念不斷更新。2006年“精準(zhǔn)肝切除”概念被提出；2015年拓展為“精準(zhǔn)外科”，并迅速廣泛地融入神經(jīng)外科、心胸外科、泌尿外科等多個外科領(lǐng)域。
精準(zhǔn)外科是指以手術(shù)為核心的外科診療全過程，包括術(shù)前評估、術(shù)中規(guī)劃、術(shù)中操作、術(shù)后管理四大步驟。精準(zhǔn)外科的目的是最大化地清除目標(biāo)病灶，保護(hù)器官功能，減免手術(shù)創(chuàng)傷，為患者提供較高的術(shù)后生活質(zhì)量。在這一概念下，新技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用蓬勃發(fā)展，為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)鋪設(shè)新路。
近日，復(fù)旦大學(xué)張凡教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種具有高亮度的氮偶氮硼二吡咯烷刷狀大分子探針。該大分子探針不僅比同類紅外二區(qū)熒光分子探針亮度高10倍，還具有較強(qiáng)安全性，有望應(yīng)用于腫瘤的早期診斷和術(shù)中導(dǎo)航。該成果在線發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》。
腫瘤的根治方法就是手術(shù)切除。傳統(tǒng)腫瘤切除手術(shù)中，依靠主刀醫(yī)生判斷腫瘤的區(qū)域、結(jié)構(gòu)、觸感、顏色來區(qū)分腫瘤與周圍正常組織，并切除腫瘤。這種方式難免存在判斷誤差，導(dǎo)致腫瘤殘留或過度切除情況。此外，在臨床中，醫(yī)學(xué)影像設(shè)備檢測腫瘤時(shí)，常常難以檢測到毫米級及以下微小腫瘤病灶，而這些微小病灶如果不能徹底清除又會引起腫瘤的復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移，危及患者生命。
想要精準(zhǔn)切除腫瘤，并徹底清除病灶，還需要技術(shù)為其助力。熒光引導(dǎo)手術(shù)中的熒光分子探針能夠由于能夠在術(shù)中實(shí)時(shí)點(diǎn)亮癌細(xì)胞，精準(zhǔn)地判斷腫瘤邊界、發(fā)現(xiàn)病灶。復(fù)旦大學(xué)張凡教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的大分子探針即可用于該種手術(shù)中。
在術(shù)前規(guī)劃時(shí)，醫(yī)生會先向患者注射安全的分子熒光染料(以下簡稱“IGG”)，然后用近紅外鏡頭照射檢測區(qū)域并接收腫瘤信息。ICG進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后，在750—810納米波長的外源性光源的激發(fā)下會發(fā)射出近紅外光。熒光導(dǎo)航設(shè)備將根據(jù)這種近紅外光和白外光的疊加，一邊計(jì)算獲得腫瘤的實(shí)時(shí)影像，一邊傳輸信息。醫(yī)生接收紅外成像信息，發(fā)現(xiàn)病灶，定位腫瘤，實(shí)施手術(shù)。值得一提的是，ICG會與血清白蛋白結(jié)合并被肝細(xì)胞攝取后由膽道系統(tǒng)在24小時(shí)內(nèi)排出體外，不會傷害人體健康。
隨著科研人員對熒光分子探針的不斷優(yōu)化，小分子自組裝納米探針結(jié)合了小分子的簡單性和納米顆粒增強(qiáng)的腫瘤聚集性，減少不良的“生物污垢”，避免不良免疫反應(yīng)。這種分子探針成為腫瘤切除手術(shù)的“活地圖”。利用熒光術(shù)中導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行的熒光引導(dǎo)手術(shù)，其熒光分子探針能在術(shù)中實(shí)時(shí)點(diǎn)亮癌細(xì)胞，突破了傳統(tǒng)手術(shù)治療的精度極限，揪出隱藏在人體組織深處的微小腫瘤。
如今，基于分子探針的熒光導(dǎo)航技術(shù)在我國的腫瘤手術(shù)治療中應(yīng)用非常廣泛，甚至在紅外二區(qū)、長波長等熒光導(dǎo)航領(lǐng)域還是眾多國家中的佼佼者。此前，中南醫(yī)院肝膽胰外科袁玉峰教授團(tuán)隊(duì)也曾應(yīng)用ICG，進(jìn)行熒光成像引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)腹腔鏡肝臟腫瘤切除。
但仍要看到，在熒光導(dǎo)航領(lǐng)域我國雖然技術(shù)不弱，但是多個設(shè)備的核心元器件和零部件還需進(jìn)口。因此，未來我國醫(yī)療設(shè)備研發(fā)還需將重點(diǎn)放在熒光導(dǎo)航的硬件方面。首先，上中下游企業(yè)打“配合戰(zhàn)”，打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈，提高基礎(chǔ)元器件和零部件的精細(xì)度。其次，結(jié)合熒光導(dǎo)航技術(shù)與AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)硬件和智能化。比如通過人工智能收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在手術(shù)前輔助醫(yī)生進(jìn)行預(yù)判等，擴(kuò)大熒光導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展前景，加快疾病診斷速度。
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