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一种新的光学成像方法可以让外科医生在手术中更精确地看到癌变组织。 手术是大多数癌症患者的首选治疗方法，随着新技术的应用，外科手术的效果逐渐提升。然而，剩下的最大问题之一就是确保不会留下游离癌细胞，导致形成另一种肿瘤。 现在，有一种新的光学成像方法可以让外科医生在手术过程中更准确地观察癌组织。这项非侵入性技术结合了使用二氧化硅纳米粒子作为荧光探针和手持式相机，可以检测粒子发出的光，从而创建一个显示癌细胞位置的高分辨率图像。这种新方法正处于早期测试阶段。 纪念斯隆凯特琳癌症中心临床医师兼科学家Michelle Bradbury是一位专攻纳米医学、分子成像和神经放射学的放射学副教授，曾与康奈尔大学材料科学与工程教授Ulrich Wiesner合作，将这种纳米粒子——器械在诊所中投入使用。她最近获得了美国食品和药物管理局的研究新药批准，将这些粒子用于人体——这是第一次批准此类粒子。我们请Bradbury医生对这项新技术进行了介绍，并解释它如何改善癌症检测和治疗。 在这种方法中使用了哪些纳米颗粒，它们如何起作用？ 这种纳米粒子称为C点，最初由Wiesner医生开发，由包裹染料分子的二氧化硅壳组成，当被特定波长的光击中时，它们发出明亮的光。因此当粒子在身体中移动时，我们可以在追踪到粒子位置。二氧化硅壳实际上增强了颗粒的亮度和稳定性，显著提高了我们检测和穿透癌组织的能力。纳米颗粒的直径不到红细胞直径的千分之一，小到足以通过血液运输，穿过组织到达肿瘤，然后通过肾脏排出体外，避免体内有毒物质累积。但它们也足够大，可以在目标区域停留至少24小时，这与许多其他分子不同，后者进出肿瘤部位过快。 通过进一步定制C点，我们可以让它们装载多种物质以同时执行多项任务，例如使用光学和/或正电子发射断层扫描（PET）成像识别癌细胞的位置并提供药物。我的实验室对生命系统中的这些改良C点进行了广泛的评估，以备临床使用。 是什么原因导致C点进入癌细胞并留在那里而不是分散到整个身体？ 我们用一种名为cRGD的分子标记了纳米粒子，这种分子能够与许多肿瘤细胞表面丰富的受体以及滋养它们的血管壁上的细胞结合。当C点遇到这些癌细胞时，会锁定在受体上并在细胞内积聚。我们正在努力提升粒子的光学特性和亮度，努力提高到能够检测到单个癌细胞的程度。通过这种方式，我们能够发现肿瘤边界的癌细胞和从原发肿瘤扩散到附近淋巴结或其他部位的细胞。我们可以选择性地仅去除含有癌细胞的节点，这在目前是不可能的。除了外科手术，这些C点成像探针的特性可以让我们确认他们携带的药物确实达到了目标点位。 相机是如何发挥作用的，这项技术的新颖之处是什么？ 在手术期间和注射纳米颗粒后，外科医生将相机聚焦在肿瘤区域上。相机拍摄信号以激发纳米粒子内的染料分子，使相机拾取光发射并传输到屏幕上。分辨率和检测灵敏度非常高并且仍在改善。使用相机的外科医生可以通过屏幕看到癌细胞在周围组织中发出明亮的发光，让他们更加确定清除掉所有恶性细胞。 由于相机是手持式的，因此非常灵活。您可以在几毫米的组织和图像区域内进行其他方法无法达到的解剖结构区域。此外，相机可以同时检测多个信号，因此您可以注射两种不同的在操作过程中可以看到的含染料颗粒，例如，一个用于标记癌细胞以便去除，另一个用于标记关键相邻结构的细胞，如神经，以避免受伤。 这项技术对未来有何意义？ 它打开了我们想要在纪念斯隆凯特琳癌症中心进行的各种图像引导手术的大门，使用颗粒作为诊断和/或治疗工具。我与Wiesner博士的合作对于在这些方向上扩展粒子和相机技术至关重要。起初，这些技术会用于开放式手术和微创腹腔镜手术，但在未来，它们将被整合到机器人系统中，从而进行更精确的图像引导手术。此外，这些粒子的多功能性将使我们能够将它们用于外科手术中针对其他肿瘤类型的靶向治疗。我们认为，在未来，这项技术有潜力改变我们所知的外科护理，同时确保更好的患者治疗效果。 来源： https://www./blog/new-imaging-method-lights-cells-during-surgery
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