超小Gd2O3納米粒子的制備技術及MRI造影增強效果評價.pdf

1、釓基T1造影劑因能提高MRI診斷對比度和靈敏度而在科學研究和實際臨床應用領域備受矚目。造影劑重要特性之一為弛豫率，弛豫率的高低直接決定了造影效果的優(yōu)劣，若將其應用于人體，生物相容性和穩(wěn)定性必不可少。已有科學研究表明，超小Gd2O3納米粒子為目前每單位釓弛豫率最高的T1造影劑，但生物相容性差，具有一定的毒副作用，不具備組織特異性，限制了其在臨床影像中的大規(guī)模應用。本文圍繞提高釓造影劑馳豫效率的目標，致力于對Gd2O3納米粒子這一新型造影劑

2、進行制備和化學修飾的研究，探討其在生物醫(yī)學成像等領域的應用?；诙喟徒Y構對金屬離子強的粘附力的思路，利用多巴胺對超小Gd2O3納米粒子進行化學修飾，一方面提高生物相容性，達到降低毒性的目的；另一方面可用于功能造影劑材料領域，提高靶向選擇性，有望用于MRI影像探針。
　　本論文的創(chuàng)新之處在于：(1)首次對合成的超小Gd2O3納米粒子進行表面多巴胺化學修飾，通過深入討論和分析影響釓造影劑馳豫性能的各種因素，探索表面修飾可控工藝，確保成

3、像效果，建立無機納米粒子和有機物修飾的可控體系，并研究有機/無機雜化材料的界面表征方法，分析多巴胺與納米粒子間的界面相互作用和機理，對研究納米粒子的化學修飾具有推動作用。(2)完成多巴胺化學修飾前后兩種Gd2O3納米粒子的體外弛豫率的測定和T1加權MRI增強的分析，探索如何通過控制修飾密度來確保釓的近程增強效果，對研究高效率功能性造影劑具有指導意義。
　　首先基于高溫“多元醇”法，采用具有高沸點和高介電常數(shù)的的二甘醇作為溶劑，合成

4、了粒徑均小于5 nm的二甘醇穩(wěn)定的超小Gd2O3納米粒子。通過優(yōu)化制備工藝，合成的超小Gd2O3納米粒子形態(tài)規(guī)則，粒徑分布均一，在水中高度分散。表面二甘醇有機組成為28.8％，可以有效阻止納米粒子間的團聚。該超小Gd2O3納米粒子憑借表面高釓密度呈現(xiàn)出了明顯的T1增強效果，縱向弛豫率較高，在低濃度下，成像時間短，體外T1加權成像效果明顯，信號強度隨著釓濃度的增大而提高。
　　基于多巴結構對金屬離子強的雙齒螯合能力和強粘附性思路，對

5、超小Gd2O3納米粒子進行了多巴胺表面可控修飾。通過調控反應時間、反應物質的摩爾比和濃度來有效的控制多巴胺修飾層的密度，確保了Gd的近程成像效果，并提高了納米粒子的穩(wěn)定性和生物相容性。雖觀察到由于多巴胺分子中苯環(huán)的疏水性導致了在水溶液中一定程度的聚集，而且表面有機組成也進一步增加，達42.6％，但引入的活性官能團氨基和苯環(huán)，在肝靶向造影劑方面有潛在的應用。多巴胺表面修飾的超小Gd2O3納米粒子其弛豫率略有下降，但親脂性提高，有效地增強了

6、對比亮度，而且弛豫率和信號強度在一定濃度范圍內與造影劑濃度呈正相關關系。反應較長時間（24小時）對應的多巴胺修飾的超小Gd2O3納米粒子的弛豫率較高，對比增強效果更明顯。
　　上述研究成果不僅涉及多巴胺對納米粒子的表面修飾和改性，探討修飾密度對造影劑結構和馳豫性能影響的主要規(guī)律，具有學術價值，而且開發(fā)出一類新型造影劑材料，提高靶向選擇性，有望用作分子影像探針，為生物醫(yī)用造影劑材料領域的研究與開發(fā)提供了新途徑和新思路，具有一定的研究