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南方醫科大學沈折玉教授課題組《Small》:T?加權磁共振成像造影劑極小氧化釓納米粒的公斤級合成
2023-12-04  來源:高分子科技

  磁共振成像(MRI)造影劑(CA)在臨床上經常用于增強病變組織和正常組織之間的對比度,從而提高診斷效果。南方醫科大學沈折玉教授課題組前期報道的以聚丙烯酸為穩定劑合成的極小氧化釓納米粒(ES-GdON-PAA)克服了臨床正廣泛使用的釓螯合物造影劑的諸多固有問題,如:縱向弛豫率r1值低(3-8 mM-1 s-1)、血液循環半衰期過短(~ 10 min)和靶向性差等,但該ES-GdON-PAA仍然存在r2/r1比值較高(2.717.0 T)和血液循環半衰期較長(~ 60 min)的局限性。



  為克服上述問題,沈折玉教授課題組在近期工作基礎上(Adv. Mater. 2023, 35, 2305932; Adv. Mater.2023, DOI: 10.1002/adma.202309562; Biomaterials 2023, 302, 122300; ACS Nano 2023, 17, 11492-11506; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2209278; Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2213921; Adv. Sci. 2023, 10, 2205109; Nano Today 2022, 47, 101663; Nano Lett. 2021, 21, 9551-9559),與南方醫院嚴承功教授和熊偉博士合作,采用聚馬來酸(PMA)作為穩定劑合成了一種新型極小氧化釓納米粒(ES-GdON-PMA)。與ES-GdON-PAA相比,所得ES-GdON-PMA具有更低的r2/r1比值(2.05,7.0 T)和更短的血液循環半衰期(37.5 min)。該研究成果以“Kilogram-Scale Synthesis of Extremely Small Gadolinium Oxide Nanoparticles as a T1-Weighted Contrast Agent for Magnetic Resonance Imaging”為題發表于國際著名期刊Small(影響因子13.3。 


1. ES-GdON-PMA大規模合成的示意圖。


  本研究合成的ES-GdON-PMA具有很高的r1值(20.3 mM-1s-17.0 T)、極小的粒徑(2.1 nm)、優異的水分散性和穩定性。體內外(細胞、小鼠和大鼠)的MRI有效性和生物安全性數據進一步表明,該ES-GdON-PMA是一種優異T1加權磁共振成像造影劑。更重要的是,本研究開發了一種簡單有效的合成方法,可用于大規模合成ES-GdON-PMA。在2.0 L反應器中優化合成條件后,在20 L反應器內單次合成的ES-GdON-PMA達到了公斤級(圖1)。本研究還進一步完成了劑型優化,經過高壓蒸汽滅菌處理后的濃縮ES-GdON-PMA注射劑(CGd= 100 mM)具有符合IND申報要求的理化性質(即pH值、滲透壓、粘度和密度)。


  南方醫科大學碩士研究生吳立鶴為本文的第一作者,南方醫科大學沈折玉教授、南方醫院嚴承功教授和熊偉博士為本文的共同通訊作者。這項工作得到了國家自然科學基金、廣東省自然科學基金和廣州市重點研發計劃等項目的資助。


  原文鏈接:https://doi.org/10.1002/smll.202308547

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(責任編輯:xu)
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