基于纳米粒子空心微球的超声/磁共振双模式显影剂的制备与应用研究

各种医学影像技术都是基于各自的成像原理独立发展起来的，在时空分辨率等方面各有优缺点，如超声诊断敏感度高但分辨率低，而磁共振成像则恰恰相反。在超声/磁共振联用设备开发难度较大的情况下，发展基于两者的双模式医学显影剂是联系它们的纽带，可为重大疾病的早期诊断提供必要的前提。基于以上考虑，本项目分别以可磁共振显影的超顺磁Fe3O4纳米粒子(T2加权)和MnO纳米粒子(T1加权)为构筑基元，采用喷雾干燥的方法制备空心球形纳米粒子聚集体，构建超声/磁共振显影功能集于一身的双模式医学显影剂。通过正交试验对空心微球的制备工艺进行研究，利用复合评价指标对影响喷雾干燥过程的各项因素进行考察，筛选制备空心微球的最佳喷雾干燥工艺参数。在成功制得空心微球的基础上，将其用作超声/磁共振双模式显影剂，开展应用性的基础研究工作，为基于纳米粒子的空心微球在结构设计、制备过程控制以及应用等方面的深入研究奠定实验基础。

超声诊断和磁共振成像是目前临床应用最为广泛的影像学检查手段。超声造影剂微泡因具有将强的回波反射性能，因此能够显著增强医学超声检测信号。除了作为诊断药剂外，超声造影剂在分子影像和药物运输定位释放等多个领域都具有重要的研究和应用价值。磁性纳米粒子作为磁共振造影剂能够提供高分辨率的形态和功能信息。鉴于两者良好的互补性，开发一种双模态造影剂用于两种成像手段将具有重要的现实意义。.两种造影剂的耦合方式是双模态造影剂制备的关键。本项目中，我们首先采用喷雾干燥的方法对可磁共振显影的纳米粒子悬液进行处理，通过调节喷雾干燥参数以期得到具有空心结构的纳米粒子聚集体。研究结果表明，所得产品虽具有良好的磁共振显影效果，但超声显影效果较差，这主要是因为纳米粒子未能形成完整的空心结构。究其原因，可能是磁性纳米粒子之间存在较强的相互作用力，使得纳米粒子不能自由地在界面扩散，形成稳定的空心结构。为此，我们采用两步法，以无机空心SiO2球和微泡为模板，通过静电吸引层层自组装的方法实现了水溶性磁性Fe3O4纳米粒子在其表面的组装，得到泡壁含有磁性纳米粒子的磁性微泡，为双模态造影剂和磁靶向控释载体的制备提供了一种简单易行的方法。通过向无机空心SiO2球表面引晶、化学还原的方法，我们制得了金壳包覆的空心SiO2纳米球，用作超声影像指引的光热诊疗一体化制剂。与文献上已经报道的微米级尺寸的超声光热诊疗制剂相比，纳米级诊疗制剂由于其独特的尺寸效应可以促进其向肿瘤组织的渗透而用于肿瘤成像。结合金壳的光致发热特性，使其可以作为超声影像指引的光热治疗制剂。最后，我们探索了纳米级尺寸超声造影剂的制备方法，研究结果表明，纳米喷雾干燥技术或许是一种行之有效的方法，相关的研究正在进行当中。.我们成功地制得了数种超声/磁共振双模态医学造影剂和诊疗一体化制剂，为进一步研究具有诊断和治疗功能的多功能医学造影剂打下了基础。