黑科技 光声碳纳米管揭示危险的动脉粥样硬化斑块

密歇根州立大学的研究人员开发了一种系统，可以对被认为有破裂风险的炎症性动脉粥样硬化斑块进行成像和识别。他们的系统涉及管理碳纳米管，这些碳纳米管会优先被巨噬细胞和单核细胞所吸收，而这些细胞往往会积聚在炎症斑块上。然后，研究人员用光照射感兴趣的血管，碳纳米管就会振动，并发出声音。这种光声效应使研究人员能够定位和可视化斑块。

动脉粥样硬化斑块破裂是中风和心脏病发作的基础，但目前还没有技术可以确定有破裂风险的斑块。参与这项研究的人员指出：目前，还没有有效的方法在易损斑块导致心脏病发作或中风之前准确定位和治疗它们。我们希望我们的研究能帮助改变这一点。

有破裂风险的斑块的一个迹象是炎症，而炎症会被各种白细胞吸引并加剧。这种新技术寻找的正是这些细胞。这种方法包括管理碳纳米管，这些细胞倾向于从环境中吸收碳纳米管。

研究人员还表明：我们新技术的强大之处在于它的选择性。当然还有其他方法可以对斑块进行成像，但这种策略的不同之处在于它是细胞的。我们特别关注那些首先使斑块变得脆弱的细胞——称为巨噬细胞和单核细胞。如果你观察一条正常血管和一条有斑块的血管，就会发现有斑块的血管中有更多的巨噬细胞和单核细胞。我们的方法实际上是在观察单核细胞和巨噬细胞。几乎没有其他细胞类型会吸收纳米颗粒。

然后，研究人员可以使用光探测感兴趣的血管，以查看是否有任何斑块在其附近具有显著水平的碳纳米管。然而，这些纳米管通过发出可以使用超声波换能器检测到的声音来响应光。

无这种纳米颗粒时

有这种纳米颗粒时

研究人员解释说：我们将光线照射到动脉中，在那里我们已经输送了一些可以吸收光线的颗粒。作为这种能量释放的产物，它们可以以我们可以检测并用于创建3D图像的方式对我们进行回应。（还不如不解释这句呢，呵呵）

到目前为止，研究人员已经在老鼠身上测试了这些颗粒，并成功地在它们的血管系统中识别出了炎症斑块。另一种选择是在颗粒中加入药物，帮助治疗斑块。

该研究发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）（TIPS: 德国Wiley出版集团旗下材料学顶级期刊）。

该研究内容概述：

脆弱的动脉粥样硬化斑块的破坏通常会导致心肌梗塞和中风，这是米国发病率和死亡率的主要原因。检测早期高危动脉粥样硬化斑块的诊断方法可以预防这些后遗症。动脉壁中丰富的免疫细胞，尤其是炎性 Ly-6C hi单核细胞和泡沫巨噬细胞，是斑块炎症的标志，可能与斑块易损性有关。

因此，寻求开发一种新方法，专门针对这些免疫细胞，以提供有关心血管疾病的临床相关诊断信息。

Ly-6C hi 的超选择性纳米颗粒靶向单核细胞和泡沫巨噬细胞与临床上可行的光声成像 (PAI) 相结合，以便在组织病理学上模拟人类易损斑块的小鼠模型中，在体外精确和特异性地对发炎斑块进行成像。

在斑块内，高维单细胞流式细胞术（13 参数）显示纳米颗粒几乎完全被 Ly-6C hi单核细胞和大量渗入斑块的泡沫巨噬细胞吸收。PAI 识别发炎的动脉粥样硬化斑块，与对照组相比，静脉注射超选择性碳纳米管后 6 小时显示出 ≈6 倍的信号（P < 0.001) ，通过光学成像在体内证实。

这种高度选择性的策略可以提供一种有针对性的、无创的成像策略，以准确识别和诊断发炎的动脉粥样硬化病变。

德富、Retta、Lyu.