Nature Nanotechnology：喝杯“纳米汁”，看清你的肠道
2014-07-08 佚名 科学人
小肠身处人体肠道深处，一直以来，想要给它做个全面检查都不太容易。X射线、磁共振以及超声波成像能够提供小肠图像，但这些方法都各有缺陷。不过，医生们马上就要有个新的好帮手了。 布法罗大学的研究人员正在研发一种全新的非侵入式成像技术：将纳米粒子悬浮液制成“纳米汁”让病人服下，等到“纳米汁”抵达小肠时，医生们即可用一束对人体无害的激光照射小肠内的纳米粒子，从而获得实时的器官影像。该研究的相关论文于近日发表
小肠身处人体肠道深处，一直以来，想要给它做个全面检查都不太容易。X射线、磁共振以及超声波成像能够提供小肠图像，但这些方法都各有缺陷。不过，医生们马上就要有个新的好帮手了。
布法罗大学的研究人员正在研发一种全新的非侵入式成像技术：将纳米粒子悬浮液制成“纳米汁”让病人服下，等到“纳米汁”抵达小肠时，医生们即可用一束对人体无害的激光照射小肠内的纳米粒子，从而获得实时的器官影像。该研究的相关论文于近日发表在《自然•纳米技术》期刊上。根据论文描述，该技术能够帮助医生更好地识别、理解以及治疗肠道疾病。
“传统的成像方法可以显示小肠及内部的阻塞物，但是这项新技术能够让你看到小肠实时的运作情况，”论文的通讯作者乔纳森•洛弗尔（Jonathan Lovell）博士说到，他是布法罗大学的一名医药工程助理教授。“更好的成像技术能够提升我们对疾病的理解，并帮助医生为患者提供更有效的治疗。”
小肠位处胃与大肠之间，这里是食物消化吸收过程的主要发生地。它也是肠易激综合征、乳糜泻、克罗恩病等消化系统疾病的发病位置。
在小肠影像检查的通常流程下，医生会让患者喝下一种名叫“钡餐”（硫酸钡）的稠密的白色液体，并进行X射线检查，或是利用磁共振或超声波对小肠进行成像。但这些方法各自都有一些缺陷，譬如，X射线在安全方面存在一定局限性，磁共振成像的普及性较差，而超声波成像的对比度又有不足。
而且，要想看到器官实时的运动情况，譬如小肠在推动食物前进时因肌肉收缩引起的蠕动，上述三种传统方法都不怎么有效。小肠运动异常可能与之前提到的几种肠胃疾病有关，同时也可能是甲状腺疾病、糖尿病和帕金森氏病的副产物。
洛弗尔和他的团队在研究中使用了一类名叫萘酞菁化合物（naphthalcyanines）的染料。这种小分子能够吸收很大一部分的近红外光，而近红外光正是生物造影剂的理想光谱范围。但萘酞菁化合物在体内并不怎么好用，因为它们不容易在液体中分散，进入小肠后也会被吸收进入血管，而不能保留在肠道内。
为了解决这些问题，研究人员制作了一种名叫“nanonaps”的纳米粒子，将染料分子包裹其中。与染料分子本身不一样的是，这种纳米粒子容易在液体中分散，并且能安全通过肠道，避免染料被吸收。
在实验中，研究人员给小鼠口服了这种“纳米汁”。 随后，他们使用光声成像技术（photoacoustic tomography，PAT）获得了较传统方法细节更为丰富的小肠实时图像。PAT是一种新兴的成像技术，它利用光声效应的原理，通过脉冲激光照射产生超声波，再利用体表的超声波测试仪接收信号并重建图像。
研究人员正在计划进一步改良这项技术，使之更适用于人体，并将成像对象从小肠扩展至其他胃肠区域。
原始出处：
Yumiao Zhang, Mansik Jeon, Laurie J. Rich, Hao Hong, Jumin Geng, Yin Zhang, Sixiang Shi, Todd E. Barnhart, Paschalis Alexandridis, Jan D. Huizinga, Mukund Seshadri, Weibo Cai, Chulhong Kim& Jonathan F. Lovell. Non-invasive multimodal functional imaging of the intestine with frozen micellar naphthalocyanines. Nature Nanotechnology, 06 July 2014;
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