這項(xiàng)重要研究論文名為“Natural Fat Nanoemulsions for Enhanced Optical Coherence Tomography Neuroimaging and Tumor Imaging in the Second Near-Infrared Window”，發(fā)表在《ACS Nano》期刊上。

重要發(fā)現(xiàn)
01高分辨率洞察生物組織
傳統(tǒng)光學(xué)成像技術(shù)在深入探測(cè)生物組織時(shí)，常因光線散射和吸收而受限。OCT技術(shù)的出現(xiàn)帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)，它利用近紅外光的背向散射特性，能實(shí)現(xiàn)生物組織的高分辨率成像，分辨率可達(dá)微米級(jí)，時(shí)間分辨率也能達(dá)到亞秒級(jí)。這就好比為醫(yī)生配備了一臺(tái)超級(jí)顯微鏡，能夠清晰觀察到組織內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)，無(wú)論是健康組織的紋理，還是病變組織的異常，都能盡收眼底。而NIR-II OCT技術(shù)更是在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步。

在近紅外二區(qū)（1000-1700nm）的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，生物組織對(duì)光的吸收和散射顯著減少，使得光線能夠更深入地穿透組織。研究表明，NIR-II OCT的穿透深度可達(dá)3mm，這為觀察深層組織的情況提供了可能，比如大腦皮層深層的血管結(jié)構(gòu)，以往難以清晰成像的區(qū)域，如今也能清晰展現(xiàn)。

在小鼠實(shí)驗(yàn)中，研究人員通過(guò)尾靜脈注射P-INT，隨后利用NIR-II OCT技術(shù)對(duì)小鼠耳部、腦部和腫瘤部位進(jìn)行成像。

結(jié)果令人驚喜：在耳部成像中，注射P-INT后，血管網(wǎng)絡(luò)的清晰度大幅提升，原本模糊的血管變得清晰可辨，血管密度和血流變化也能更準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)；在腦部成像中，P-INT使得大腦皮層的血管信號(hào)明顯增強(qiáng)，分辨率顯著提高，能夠觀察到更多以往難以發(fā)現(xiàn)的細(xì)微血管結(jié)構(gòu)，這對(duì)于研究大腦的生理功能和病理變化具有重要意義；對(duì)于腫瘤成像，P-INT同樣表現(xiàn)出色，它能夠清晰地勾勒出腫瘤組織內(nèi)的血管網(wǎng)絡(luò)，幫助醫(yī)生更準(zhǔn)確地判斷腫瘤的邊界和生長(zhǎng)情況。

創(chuàng)新與亮點(diǎn)
01攻克造影劑難題
此前，OCT技術(shù)雖然具有諸多優(yōu)勢(shì)，但可用的造影劑大多局限于近紅外一區(qū)（700-900nm），在NIR-II窗口缺乏有效的造影劑，這限制了其在深層組織成像中的應(yīng)用。而且，現(xiàn)有的造影劑還存在生物相容性不佳、在血液循環(huán)中清除過(guò)快等問(wèn)題。此次研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地對(duì)FDA批準(zhǔn)用于營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)的Intralipid（INT）進(jìn)行納米工程改造，通過(guò)在其表面修飾DSPE-PEG2000-COOH，成功開(kāi)發(fā)出脂肪納米乳P-INT。P-INT不僅具有良好的水溶性，能夠更好地在體內(nèi)分散，還顯著延長(zhǎng)了在血液循環(huán)中的時(shí)間，為持續(xù)穩(wěn)定的成像提供了保障。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)證實(shí)P-INT具有零毒性和良好的身體清除能力，解決了以往造影劑的安全性隱患。

02多領(lǐng)域應(yīng)用價(jià)值凸顯
從神經(jīng)成像角度來(lái)看，NIR-II OCT技術(shù)能夠清晰呈現(xiàn)大腦皮層的血管網(wǎng)絡(luò)變化，這對(duì)于研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如腦卒中、阿爾茨海默病等，具有不可估量的價(jià)值。通過(guò)觀察血管的細(xì)微變化，醫(yī)生可以更早地發(fā)現(xiàn)疾病跡象，為早期診斷和治療提供有力支持。在腫瘤成像方面，準(zhǔn)確判斷腫瘤的邊界和內(nèi)部血管結(jié)構(gòu)對(duì)于制定治療方案至關(guān)重要。NIR-II OCT技術(shù)能夠清晰地展示腫瘤微環(huán)境中的血管分布，幫助醫(yī)生更精準(zhǔn)地評(píng)估腫瘤的生長(zhǎng)情況和轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)，為腫瘤的個(gè)性化治療提供關(guān)鍵依據(jù)。例如，在手術(shù)前，醫(yī)生可以借助該技術(shù)更準(zhǔn)確地規(guī)劃手術(shù)范圍，提高手術(shù)的成功率；在腫瘤治療過(guò)程中，也可以通過(guò)監(jiān)測(cè)血管變化來(lái)評(píng)估治療效果，及時(shí)調(diào)整治療策略。

總結(jié)與展望
此次上海交通大學(xué)團(tuán)隊(duì)的研究，通過(guò)開(kāi)發(fā)新型造影劑P-INT，成功提升了NIR-II OCT技術(shù)在神經(jīng)成像和腫瘤成像中的性能，突破了以往光學(xué)成像技術(shù)在深層組織成像和造影劑應(yīng)用方面的瓶頸。這一成果不僅為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究提供了更強(qiáng)大的工具，也為未來(lái)臨床診斷和治療帶來(lái)了新的希望。

展望未來(lái)，NIR-II OCT技術(shù)有望進(jìn)一步優(yōu)化和拓展應(yīng)用。一方面，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，其成像分辨率和穿透深度可能會(huì)進(jìn)一步提升，能夠更深入地洞察生物組織的奧秘；另一方面，該技術(shù)可能會(huì)與其他先進(jìn)技術(shù)，如人工智能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更智能化的圖像分析和疾病診斷。例如，利用人工智能算法對(duì)NIR-II OCT圖像進(jìn)行快速分析，自動(dòng)識(shí)別病變特征，提高診斷的準(zhǔn)確性和效率。在臨床應(yīng)用方面，NIR-II OCT技術(shù)可能會(huì)逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向臨床實(shí)踐，為更多患者帶來(lái)精準(zhǔn)、高效的醫(yī)療服務(wù)，開(kāi)啟醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的全新篇章。

DOI:10.1021/acsnano.4c01204.