ACS Nano | 聚乙二醇化超小氧化铁纳米颗粒作为 MRI 造影剂，用于血管成像和实时监测

    心血管疾病治疗前后的准确影像学评估对于有效的临床干预和改善患者预后至关重要。然而，目前的成像方法在治疗过程中缺乏具有高对比度和分辨率的实时监测能力。本研究介绍了聚乙二醇化超小氧化铁纳米颗粒 （PUSIONP），该纳米颗粒经过了全面的安全性评估，具有 6.31 mM-1 s-1 的 r1 值，用于对比增强磁共振血管造影 （MRA）。与兔子常见临床方法的系统比较表明，PUSIONPs 增强的 MRA 表现出更好的血管对比度、更清晰的血管边界和卓越的血管分辨率。此外，由于其纳米尺寸，与 Magnevist 和 Ultravist 等小分子造影剂相比，PUSIONP 表现出显着延长的血液循环。这种延长的循环能够在单一造影剂注射后对兔模型中长达 4 小时的溶栓治疗进行迷人的实时监测。此外，在比格犬和巴马小型猪等大型动物模型中，PUSIONPs 增强的 MRA 还展示了卓越的对比效果、边界勾画和微血管可视化，强调了它们改变心血管成像的潜力，特别是在治疗过程中的实时监测和高分辨率可视化方面。

心血管疾病的精准成像评估对于有效的临床干预和改善患者预后至关重要。然而，当前的成像方法在治疗过程中缺乏能够同时实现高对比度、高分辨率并支持实时监测的能力。针对这一挑战，近期发表于ACS Nano的一项研究引入了一种经过全面安全性评估、具有较高r1弛豫率（6.31 mM⁻¹ s⁻¹）的聚乙二醇化超小氧化铁纳米颗粒（PUSIONPs），并将其应用于对比增强磁共振血管造影（CE-MRA）。

该研究首先对PUSIONPs进行了系统的表征。透射电镜图像显示颗粒分布均匀，平均粒径为3.1±0.5纳米，水动力尺寸约9纳米，表现出良好的单分散性。在3.0 T磁场下，其纵向弛豫率显著高于临床常用的钆对比剂Magnevist，预示着更优越的MRI对比增强潜力。

在兔模型中，研究团队系统比较了基于PUSIONPs的CE-MRA、基于Magnevist的CE-MRA、基于Ultravist的CTA以及无需对比剂的TOF-MRA等多种成像技术。结果表明，单次注射PUSIONPs后，其血管增强信号可维持长达4小时，而小分子对比剂Magnevist和Ultravist的信号在1小时内即迅速衰减。定量分析进一步证实，PUSIONPs增强的MRA在血管对比度、血管边界清晰度以及微血管分辨能力上均表现最优，能够清晰显示直径约0.61毫米的微小血管。

更重要的是，研究成功构建了兔颈动脉血栓模型，并利用PUSIONPs实现了长达4小时的血栓溶解过程实时监测。传统对比剂由于代谢快，需要多次注射才能评估溶栓效果，不仅增加患者经济和身体负担，也因对比剂外渗导致背景信号增高，影响血管与周围组织的区分。而PUSIONPs凭借其约9纳米的尺寸，不易穿过血管间隙，加之较长的血液半衰期，单次注射即可提供持续、清晰的血池对比，准确反映管腔狭窄率的动态变化，为临床溶栓治疗提供了理想的实时影像学监控窗口。

为了进一步验证其临床转化潜力，研究在比格犬和巴马小型猪等大型动物模型中进行了评估。结果与兔模型一致，PUSIONPs增强的MRA在所有测试时间点均展现出卓越的血管显影效果，在对比度、边界锐利度和微小血管显示能力上均优于其他对照成像方法，凸显了其在不同物种间的普适性和稳定性。

综上所述，聚乙二醇化超小氧化铁纳米颗粒作为一种新型MRI对比剂，展现出显著延长血液循环时间、提供优异血管对比和分辨率的突出优势。其单次注射即可支持长时间实时监测的能力，有望克服现有对比剂在动态评估心血管疾病治疗过程中的局限，为血栓溶解等关键治疗提供精准的影像导航。此外，该纳米平台未来还可通过表面修饰实现靶向递送，在诊疗一体化领域拥有广阔的应用前景。这项研究标志着心血管成像向更安全、更持久、更精准的实时监测方向迈出了关键一步，具有重要的临床转化价值。

参考消息：

DOI: 10.1021/acsnano.4c13356