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超聲在醫(yī)學(xué)的許多領(lǐng)域中作為關(guān)鍵技術(shù)，包括產(chǎn)科、腫瘤學(xué)和心臟病學(xué)在再生醫(yī)學(xué)中的新興應(yīng)用。然而，超聲的一個(gè)關(guān)鍵限制因素是靶組織相對(duì)于背景的低對(duì)比度。來(lái)自美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的研究人員近日在 Nanoscale 雜志上發(fā)表論文，描述了一種新型的杯形二氧化硅納米粒子，類似于外泌體，并在再生醫(yī)學(xué)成像中對(duì)標(biāo)記的干細(xì)胞有顯著的超聲阻抗不匹配現(xiàn)象。這些外泌體樣的二氧化硅納米粒子（ELS）是通過(guò)乳液模板和二氧化硅前體雙 - 三乙氧基甲硅烷基 - 乙烷（bis-triethoxysilyl-ethane ，BTSE）和雙 -3- *氧基甲硅烷基丙基 - 胺（bis-3-trimethoxysilyl-propyl-amine，TSPA）產(chǎn)生的。研究人員發(fā)現(xiàn) 40%的 TSPA 就可以得到外泌體樣的形態(tài)，以及適合標(biāo)記間充質(zhì)干細(xì)胞的正電荷。然后研究人員將這種新結(jié)構(gòu)與超聲中使用的其他二氧化硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，包括 Stober 二氧化硅納米粒子（Stober silica nanoparticles，SSN）、MCM-41 介孔二氧化硅納米粒子（MCM-41 mesoporous silica nanoparticles，）和介孔泡沫二氧化硅納米粒子（mesocellular foam silica nanoparticles，MCF），然后發(fā)現(xiàn) ELS 會(huì)造成增強(qiáng)的干細(xì)胞信號(hào)應(yīng)答，這是因?yàn)槠鋽y帶的正電荷促進(jìn)細(xì)胞的攝取以及回聲反射的增加。體內(nèi)檢測(cè)是用小于 500 個(gè)細(xì)胞進(jìn)行的，在用于標(biāo)記的濃度下并沒有檢測(cè)到細(xì)胞毒性。利用這種新型結(jié)構(gòu)，研究人員希望外泌體樣粒子的成像zui終可以在包括藥物遞送在內(nèi)的很多應(yīng)用中得到應(yīng)用。
圖 1：通過(guò)乳液模板合成的 140nm 左右的外泌體樣粒子
圖 2：粒子標(biāo)記的 MSC 在體內(nèi)的超聲成像以及細(xì)胞回聲反射性的定量
參考文獻(xiàn)：Chen F, Ma M, Wang J, Wang F, Chern SX, Zhao ER, Jhunjhunwala A, Darmadi S, Chen H, Jokerst JV. Exosome-like silica nanoparticles: a novel ultrasound contrast agent for stem cell imaging. Nanoscale. 2017 Jan 7;9(1):402-411. PubMed PMID: 27924340
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