腋窝淋巴结状况是乳腺癌最重要的预后指标，因此准确评估腋窝淋巴结转移的状况始终是乳腺癌研究的热点问题。现如今，前哨淋巴结活检已成为腋窝淋巴结临床阴性早期乳腺癌患者的首选手术方式。示踪剂的选择又是进行乳腺癌前哨淋巴结活检和淋巴引流区域研究的关键环节，传统示踪剂(蓝色染料、核素和荧光示踪剂等)过敏、定位特异性差、对人体放射性等问题，限制了其在临床的推广应用。然而，超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPION)有效地改善了这些缺点，具有其他示踪剂无法替代的优势，可成为乳腺癌前哨淋巴结活检的理想示踪剂，具有良好的应用前景。本文就目前SPION在乳腺癌前哨淋巴结活检中的应用情况及该示踪剂的优缺点作一综述。

背景:磁响应水凝胶在骨组织工程中具有极大的优势,有利于微创、高效地促进成骨.目的:阐述磁响应水凝胶在骨组织工程领域的应用进展.方法:检索PubMed、Web of Science、万方和中国知网数据库检索相关文献,英文检索词为"Magnetic Hydrogels,Magnetic Nanoparticles,Superparamagnetic Nanoparticles,Fe3O4,SPIONs,Magnetic Fields,Bone Regeneration,Bone Repair,Bone Tissue Engineering";中文检索词为"磁性水凝胶、磁性纳米粒子、超顺磁性氧化铁纳米粒、磁场、氧化铁纳米粒、骨再生、骨重建、骨修复、骨组织工程",根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,最终纳入60篇文章进行综述.结果与结论:①近年来由于磁性纳米粒子的出现,大量的磁响应支架材料被开发出来,其中,含有氧化铁纳米粒子和超顺磁性氧化铁纳米粒子的磁响应水凝胶力学性能突出、生物相容性良好,能够快速响应外部磁场,为种子细胞提供成骨所需的磁机械信号.②磁响应水凝胶可以作为载体精准调控生长因子的释放时机.③基于磁响应水凝胶的三维微环境培养平台下,磁响应水凝胶与细胞之间的界面磁力能够激活细胞表面敏感受体、增强细胞活性、促进新生骨质与宿主骨的整合.④可注射磁响应水凝胶能够应用于骨肿瘤的磁热疗以及生物成像领域.⑤目前,磁响应水凝胶有望模拟出天然骨组织中观察到的各向异性分层结构,然而关于磁响应水凝胶的研究大多集中于体外研究,与体内的局部微环境作用机制仍然不充分.⑥因此,目前基于磁性纳米粒子已经成功地应用于磁共振成像的示踪,未来有望在磁性纳米粒子的性能上优化,构建具有合适降解性能、机械性能和血管功能化的能够实时监测体内变化的磁响应水凝胶.

在乳腺癌的诊疗过程中,常规药物存在靶向性较差和严重的不良反应等缺陷.近年来,具有高选择性及优异成像性能的超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPION)已成为影像学领域的研究热点.SPION是一种具有磁性的纳米材料,其以氧化铁为核心,置于较弱的外磁场中就可产生较强的磁性.新型SPION具有尺寸小、生物相容性好、制备流程简单和生产成本低等优点,且具有较好的磁响应能力,有望作为医学成像探针和药物靶向递送系统的载体,在提高肿瘤影像学特异性诊断和实现更精确给药等方面都具有良好的医学应用前景.在乳腺癌影像学诊断和治疗中,SPION可作为分子靶向造影剂用于磁粒子成像观察,还可应用于化疗药物递送、基因传递、免疫治疗和光动力治疗等.随着以SPION为核心的临床试验进一步开展,SPION在乳腺癌诊疗中的应用将进一步拓展.

精准医疗对疾病的诊断和治疗提出了更高的要求.超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPION)因具有良好的超顺磁性,不仅可用于疾病的诊断和治疗,还可作为示踪剂用于疾病的动态监测,在分子影像研究中越来越受到重视.本文就SPION在精准医疗中的研究进展进行综述.

目的 探讨MRI活体示踪慢性脑缺血SD大鼠颅内移植聚乙二醇/聚乙烯亚胺修饰的超顺磁性氧化铁(PEG/PEI-SPIO)标记脂肪源性干细胞(ADSCs)的可行性.方法 将双侧颈总动脉永久性结扎6个月后的30只SD雌性大鼠分为PEG/PEI-SPIO标记干细胞移植组(n=15)及未标记干细胞移植组(n=15),向2组模型鼠右侧脑室注射入标记或未标记ADSCs悬液.于移植术后第7天、14天、21天每组各选取5只模型大鼠行颅脑MR成像,于T2-mapping图像上测量2组颞顶叶皮质、海马、小脑的T2值.之后处死动物,对脑组织进行普鲁士染色,于高倍镜下计数蓝染细胞数,对T2值和蓝染细胞数行统计学分析.结果 T2WI、T2* WI、SWI可见2组大鼠颞顶叶皮质及海马散在类圆形低信号区.移植后第14天,标记细胞移植组右侧颞顶叶皮质、右侧海马的T2值较未标记细胞移植组缩短(P=0.013、0.045).移植后第21天,标记细胞移植组右侧颞顶叶皮质T2值较未标记细胞移植组缩短(P=0.007).移植后第14天右侧颞顶叶皮质及右侧海马,第21天右侧颞顶叶蓝染颗粒数量2组间差异有统计学意义(P=0.029、0.043、0.032).结论 于大鼠侧脑室移植PEG/PEI-SPIO标记的ADSCs可向慢性脑缺血所致病变区域迁移;采用量化MRI活体示踪移植PEG/PEI-SPIO标记ADSCs,可评估慢性脑缺血模型大鼠脑内迁移和分布.

目的 探讨螯合anti-IL-1βmAb-SPIONs在氯化锂-皮罗卡品诱导的颞叶癫痫模型中的诊治价值.方法 将45只颞叶癫痫模型大鼠按照随机数字表法随机平均分为生理盐水组、plain-SPIONs组、anti-IL-1βmAb-SPIONs组,各组于癫痫发作后3 d和14 d分别进行注射等量粒子,粒子注射前及注射后4 h分别行MRI扫描并测量T2值.注射粒子14d后的SD大鼠,观察铁粒子在癫痫病灶的分布情况,观察各组神经元缺失、星形胶质细胞增生和小胶质细胞活化情况,并检测IL-1β、NF-κBp65在各组中的表达情况.结果 癫痫大发作14 d后,注射anti-IL-1βmAb-SPIONs后T2值84±14,明显低于生理盐水组,神经元缺失、星形胶质细胞增生、小胶质细胞活化现象明显改善,IL-1β、NF-κBp65表达也明显降低.结论 anti-IL-1βmAb-SPIONs可以透过血脑屏障对颞叶癫痫病灶进行靶向定位和治疗.

磁粒子成像(MPI)是基于断层影像技术检测超顺磁性氧化铁纳米颗粒(SPIONs)空间分布的示踪方法.MPI具有三维成像、高时间分辨率、高空间分辨率和高灵敏度,且无电离辐射危害的优点.此外,使用的示踪剂不含肾毒性和造成全身系统严重不良反应的物质.MPI不显示解剖结构,无背景信号干扰,信号强度与示踪剂浓度成比例,是一种可以获得定量数据的检查方法.这些特性预示着MPI具有医学应用潜力.笔者对MPI的成像基本原理、成像示踪剂、与其他医学成像技术的区别以及其潜在的临床应用前景进行综述.

为了获得具有高饱和磁化强度的超顺磁性纳米材料,本研究成功通过微波辅助溶剂热法制备出锰掺杂和锌掺杂的超顺磁性氧化铁纳米簇(Mn-doped or Zn-doped ferrite nanoclusters,Mn-FNs or Zn-FNs),并利用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)和动态光散射(dynamic light scattering,DLS)粒度仪对两者进行了初步的形态观察和粒径测定.之后,选择形态和分散性更好的Zn-FNs,进一步采用X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、电感耦合等离子体质谱仪(inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICP-MS)和振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer,VSM)分别对其晶体结构、金属含量和磁学性质进行了体外表征.结果 表明,Zn-FNs是由多个纳米粒子组装形成的团簇结构,形态圆整,分散性良好,粒径较均一,锌成功掺杂进入Zn-FNs中,晶体具有尖晶石结构,磁学性质优良.因此,Zn-FNs作为一种新型磁性纳米材料,具有良好的应用前景.

光动力疗法(PDT)是一种以光化学为基础的治疗方法,具有无创性、选择性较高的特点,已成为多种肿瘤治疗的有效方法.PDT通过使用特定波段的光来激发光敏剂(PSs)产生活性氧,从而诱导细胞凋亡或坏死、微血管损伤和免疫应答.但PSs结构以高度共轭的化合物为主,水溶性较差,在水中的聚集性较强,可能导致其光动力活性降低.此外,PSs还存在体内清除过程缓慢,激发光波长短、水溶性过低或水中聚集性过强,对肿瘤组织靶向性低等问题.目前,可采用纳米技术对PSs进行直接修饰或采用纳米材料载体对PSs进行递送,从而提高PSs对肿瘤组织的靶向性和特异性.常用的PSs纳米修饰技术包括化学修饰及其超分子体系的构建,常用的新型纳米材料载体主要包括纳米颗粒、纳米脂质体、树状大分子、纳米水凝胶颗粒等,其中纳米颗粒包括金纳米粒子、超顺磁性氧化铁纳米粒子、量子点、上转换纳米材料等.

目的:将多聚赖氨酸(PLL)与本课题组自行制备的超顺磁性氧化铁纳米粒子Ferumoxytol结合,利用PLL修饰的Ferumoxytol标记小鼠胰岛β细胞系MIN6细胞,初步探索其标记MIN6细胞的可行性、标记效率以及生物安全性等.方法:用Ferumoxytol及PLL修饰的Ferumoxytol与小鼠胰岛β细胞系MIN6细胞共孵育标记细胞,采用细胞增殖检测试剂盒(CCK-8)实验检验MIN6细胞的活力与增殖情况,利用肌动蛋白丝染色观测细胞内部细胞骨架的形貌,普鲁士蓝染色和透射电镜观察被标记的细胞内铁颗粒的分布情况,使用葡萄糖刺激胰岛素释放试验(GSIS)对标记后MIN6细胞的胰岛素合成及分泌功能进行检验和评估.结果:标记后细胞与对照组的形貌以及细胞骨架特性均无显著差异,且均维持了较高活性.添加200 μg·ml-1PLL-Ferumoxytol共培养24 h可以显著促进细胞增殖.PLL-Ferumoxytol标记组细胞胞质内呈现蓝色铁颗粒,透射电镜结果进一步验证了铁颗粒的分布情况.此外,添加纳米粒子对MIN6细胞胰岛素合成与释放功能无显著影响.结论:本研究小组自行制备的PLL-Ferumoxytol具有良好的生物相容性,能够有效标记小鼠MIN6细胞,对细胞的活性和功能无显著性影响,可以进一步用作胰岛细胞移植的磁标记物并应用于MRI活体示踪.