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高亮度分子探針加固熒光導航技術 精準外科再譜新章
2022年01月07日 15:52:48
來源：化工儀器網 作者：江魚 點擊量：7871
復旦大學張凡教授團隊開發的高亮度氮偶氮硼二吡咯烷刷狀大分子探針，有望應用于腫瘤的早期診斷和術中導航。
【化工儀器網 項目成果】現代醫學高速發展，醫學技術日新月異，醫學理念不斷更新。2006年“精準肝切除”概念被提出；2015年拓展為“精準外科”，并迅速廣泛地融入神經外科、心胸外科、泌尿外科等多個外科領域。
精準外科是指以手術為核心的外科診療全過程，包括術前評估、術中規劃、術中操作、術后管理四大步驟。精準外科的目的是最大化地清除目標病灶，保護器官功能，減免手術創傷，為患者提供較高的術后生活質量。在這一概念下，新技術和設備應用蓬勃發展，為現代醫學鋪設新路。
近日，復旦大學張凡教授團隊開發了一種具有高亮度的氮偶氮硼二吡咯烷刷狀大分子探針。該大分子探針不僅比同類紅外二區熒光分子探針亮度高10倍，還具有較強安全性，有望應用于腫瘤的早期診斷和術中導航。該成果在線發表于《德國應用化學》。
腫瘤的根治方法就是手術切除。傳統腫瘤切除手術中，依靠主刀醫生判斷腫瘤的區域、結構、觸感、顏色來區分腫瘤與周圍正常組織，并切除腫瘤。這種方式難免存在判斷誤差，導致腫瘤殘留或過度切除情況。此外，在臨床中，醫學影像設備檢測腫瘤時，常常難以檢測到毫米級及以下微小腫瘤病灶，而這些微小病灶如果不能徹底清除又會引起腫瘤的復發及轉移，危及患者生命。
想要精準切除腫瘤，并徹底清除病灶，還需要技術為其助力。熒光引導手術中的熒光分子探針能夠由于能夠在術中實時點亮癌細胞，精準地判斷腫瘤邊界、發現病灶。復旦大學張凡教授團隊開發的大分子探針即可用于該種手術中。
在術前規劃時，醫生會先向患者注射安全的分子熒光染料(以下簡稱“IGG”)，然后用近紅外鏡頭照射檢測區域并接收腫瘤信息。ICG進入腫瘤細胞后，在750—810納米波長的外源性光源的激發下會發射出近紅外光。熒光導航設備將根據這種近紅外光和白外光的疊加，一邊計算獲得腫瘤的實時影像，一邊傳輸信息。醫生接收紅外成像信息，發現病灶，定位腫瘤，實施手術。值得一提的是，ICG會與血清白蛋白結合并被肝細胞攝取后由膽道系統在24小時內排出體外，不會傷害人體健康。
隨著科研人員對熒光分子探針的不斷優化，小分子自組裝納米探針結合了小分子的簡單性和納米顆粒增強的腫瘤聚集性，減少不良的“生物污垢”，避免不良免疫反應。這種分子探針成為腫瘤切除手術的“活地圖”。利用熒光術中導航技術進行的熒光引導手術，其熒光分子探針能在術中實時點亮癌細胞，突破了傳統手術治療的精度極限，揪出隱藏在人體組織深處的微小腫瘤。
如今，基于分子探針的熒光導航技術在我國的腫瘤手術治療中應用非常廣泛，甚至在紅外二區、長波長等熒光導航領域還是眾多國家中的佼佼者。此前，中南醫院肝膽胰外科袁玉峰教授團隊也曾應用ICG，進行熒光成像引導，實現了精準腹腔鏡肝臟腫瘤切除。
但仍要看到，在熒光導航領域我國雖然技術不弱，但是多個設備的核心元器件和零部件還需進口。因此，未來我國醫療設備研發還需將重點放在熒光導航的硬件方面。首先，上中下游企業打“配合戰”，打造完整的產業鏈，提高基礎元器件和零部件的精細度。其次，結合熒光導航技術與AI技術，實現硬件和智能化。比如通過人工智能收集數據進行分析，在手術前輔助醫生進行預判等，擴大熒光導航技術發展前景，加快疾病診斷速度。
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