חומרים מתקדמים: טכנולוגיה חדשה לבדיקת רובדים טרשת עורקים פגיעים

מחלות לב וכלי דם (CVD) הם אחד האיומים הקשים ביותר על בריאות האדם. במיוחד בארצי התחלואה והתמותה הנגרמות כתוצאה ממחלות לב וכלי דם עדיין עולות. טרשת עורקים (AS) היא הגורם הפתולוגי העיקרי למחלות לב וכלי דם. התגובה הדלקתית עוברת בכל שלבי ה- AS, החל ביצירת פסי שומן בעורקים ועד להיווצרות AS, ואף בקרע של פלאקים. במקביל, מקרופאגים זה ממלא תפקיד מפתח בתהליך ספיגת ליפופרוטאין בצפיפות נמוכה (oxLDL) לתאי קצף. יחד עם זאת, הוא משחרר מספר רב של גורמים דלקתיים ומייצר רובדי AS לא יציבים. מחקרים קליניים מצאו שתאי קצף העשירים בלוחות AS קלים להקרעה ויוצרים פקקת, מה שמוביל לסיבוכים קטלניים כמו אוטם שריר הלב ושבץ מוחי. לכן, לזיהוי יעיל של תאי קצף והבחנה בין לוחות AS פגיעים ישנה חשיבות רבה למניעה וטיפול במחלות לב וכלי דם קליניות.

בהתבסס על כך, פרופסור ג'נג למין מהמכון למדעי הלב וכלי הדם של מרכז מדע הבריאות של אוניברסיטת פקין והמעבדה המרכזית למדעי הלב וכלי הדם המולקולריים הובילו את הצוות להשתמש בננו-קומפוזיטים של Ti3C2 / ICG כננו-בדיקות של הרשות הפלסטינית לפיתוח פלטפורמת הדמיה לא פולשנית של הרשות הפלסטינית. מימש בהצלחה הדמיה ישירה תוך-רחמית של לוחות AS פגיעים. תוצאות המחקר נקראות" Nanoprobe לא פולשני להדמיה פוטו-אקוסטית In Vivo של" של פגיעת טרשת עורקים פגיעה; ופורסם באופן מקוון ב-"" חומרים מתקדמים; מגזין.

לשני גליונות הננו Ti3C2 וגם ל- ICG ביצועי הדמיה מצוינים של הרשות הפלסטינית. יתר על כן, Ti3C2 ננו-גליונות הם בעלי שטח פנים ספציפי גדול ויכולים לשמש כננו-מנשאים עמוסים במגוון מולקולות ICG, כך שננו-בדיקות Ti3C2 / ICG יכולות לשפר משמעותית את ביצועי הרשות הפלסטינית. על מנת לבצע זיהוי סלקטיבי ביותר של פלאקים פגיעים, העין האנושית בחרה באוסטיאופונטין המובע יתר על המידה (OPN) בתאי הקצף של רובדי AS כמטרה. באמצעות שינוי הנוגדן נגד OPN (OPN Ab), ה- Nanoprobe OPN Ab / Ti3C2 / ICG שנוצר יכול לזהות באופן ספציפי תאי קצף ורקמת פלאק פגיעה. לאחר הזרקה תוך ורידית לעכברי מודל AS, הננו-חלוק OPN-Ab / Ti3C2 / ICG הראה הדמיית PA משופרת במיוחד על קשת אבי העורקים השברירית.

החוקרים גילו כי מקרופאגים ותאי קצף שלא עברו טיפול כלשהו אינם מראים פלואורסצנטי אדום. בשל היעדר שינוי OPN-Ab, גם אם הננו-חלוק Ti3C2 / ICG מודגר בתאי קצף המבטאים יתר על המידה את OPN, הזיקה הלא ספציפית שלו חלשה מאוד. מכיוון שהביטוי של OPN של תאי קצף גבוה משמעותית מזה של מקרופאגים, צפוי שתאי הקצף שודגרו יחד עם Nanoprobes של OPN Ab / Ti3C2 / ICG ישפרו משמעותית את הקרינה האדומה, בעוד שמקרופאגים שטופלו באותה האות הפלואורסצנטי הוא חלש יחסית.

אולטרסאונד תוך-וסקולרי (IVUS), צילומי רנטגן, טומוגרפיה קוהרנטית אופטית והדמיית תהודה מגנטית (MR) הם השיטות הנפוצות ביותר לאבחון קליני של AS. שימוש בטכניקות אלה יכול להתבונן היטב במורפולוגיה המפורטת של לוחות AS, לנתח את המסיסות של הפלאקים ולמדוד את עובי התקשורת האינטימית. עם זאת, הרגישות שלו נמוכה יחסית, וקשה לסנן את מרכיבי המפתח של לוחות AS, מה שמהווה אתגר עצום לזיהוי של לוחות AS פגיעים. הדמיה פוטו-אקוסטית היא סוג חדש של שיטת אבחון ביו-רפואית המשלבת את הרגישות הגבוהה של הדמיה אופטית ועומק החדירה הגבוה יחסית של הדמיית אולטרסאונד, עם רזולוציה מרחבית גבוהה וניגודיות טובה של רקמות. לדוגמא, שימוש במקורות פנימיים השוואה בין המוגלובין (PA) או ליפידים אקסוגניים (PA) יכולה לסייע בהבחנה בין המוגלובין (PA) ברקמות מסוימות לבין רקמות רגילות, חומרי ננו ומולקולות צבע אורגניות עם ספיחה אופיינית כמעט לאינפרא אדום. במחקרים קודמים, הדמיית PA של AS התמקדה בעיקר בהדמיית PA תוך וסקולרית בעזרת צנתרים אולטראסאונד תוך-וסקולריים מסחריים או רובדי AS. עם זאת, מחקרים חוץ גופיים טהורים אינם יכולים להוכיח באופן מלא את כדאיות הדמיית הרשות הפלסטינית בסביבת רקמות מכילה דם יותר ומורכבת יותר. הדמיית PA תוך-וסקולארית הינה שיטת אבחון פולשנית, המקלה על זיהוי ישיר של רקמות חיות. רובד פגום מביא אי-ודאות רבה.

הופעתם של ננו-פוטו-אינפרא-אדום מספקת פיתרון טוב להתגברות על החסרונות הנ"ל. לננו-מקרני אינפרא אדום יש בדרך כלל מקדמי ספיגה אופטיים מצוינים, שיכולים לשפר מאוד את הרגישות של הדמיית הרשות הפלסטינית, גם כאשר מתמודדים עם האתגר של הפרעות רקע חזקות בו זמנית. השילוב של אפטאמים פונקציונליים וננו-בדיקות מקדם עוד יותר את האבחנה הלא פולשנית ברמה המולקולרית. עם זאת, היישום של הדמיית PA לא פולשנית במחלת AS עדיין בחיתוליו.

בקיצור, צוות המחקר הציע פלטפורמת הדמיה של הרשות הפלסטינית שאינה פולשנית המבוססת על ננו-בדיקות OPN-Ab / Ti3C2 / ICG לצורך אבחון אינטואיטיבי של לוחות AS פגיעים. באמצעות גליונות ננו Ti3C2 כמוביל הננו, יחד עם ציפוי ה- PEI, מתממשים היטב הקשר הקוולנטי של OPN-Ab והעומס הגדול של מולקולות ICG. הדמיית הרשות המבוססת על בדיקה מהווה פיתרון טוב להקרנת מרכיבי המפתח של רובדי AS ברמה המולקולרית, והיא מספקת גם הזדמנויות רבות לחקירה נוספת של הדמיה לא פולשנית של רקמות עמוקות (עורק הצוואר האנושי, עורק הצוואר ועורק הראש). עוֹרֶק).