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第一章 超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒的制备及生物安全性评价目的:制备超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒,表征其结构及理化性质,评价其生物安全性及作为MRI T1WI增强对比剂的可行性。方法:采用共沉淀法合成Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒,对其尺寸、水合粒径、磁稳定性等进行表征,观察Fe3O4@DDT-PMAA体外核磁造影成像结果并计算T1弛豫率;通过溶血实验、细胞毒性实验、活体毒性试验及药代动力学变化情况,评价Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒的生物安全性。结果1、Fe3O4@DDT-PMAA粒径分布均匀,粒径为(6.3±1.3)nm,流体动力学直径为37.5nm;Fe3O4@DDT-PMAA磁稳定性良好,稀释后仍具有较好的磁场稳定性。2、Fe3O4@DDT-PMAA 弛豫率 r2/r1=1.25,与蒸馏水比较,Fe3O4@DDT-PMAA信号强度明显提高并且随着Fe浓度的提高,T1信号强度有进一步提高的趋势。3、Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒无明显溶血及细胞毒性;对脑、心、肝、脾、肺、肾等主要器官无明显的组织损伤。4、Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒主要分布在肝脏、脾脏及肾脏组织,其中肝脏沉积最为明显;Fe3O4@DDT-PMAA在注入30 h后通过肾脏随尿液排出体外。结论:Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒具有高稳定性、较好的体外缩短T1弛豫效果及良好的生物相容性及安全性,具有T1WI增强对比剂的应用前景。第二章 超微超顺磁性氧化铁纳米颗粒在兔正常肝脏及VX2肿瘤T1WI增强成像研究目的:探究Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒用于活体正常肝脏及VX2肿瘤T1WI增强成像的可行性及价值。方法:以健康雄性新西兰大白兔为研究对象,注射一定浓度的Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒后进行核磁共振上腹部扫描并测量腹主动脉T1值。再分别注射不同浓度的Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒后采用核磁共振扫描,筛选Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒体内成像的适宜浓度。在适宜浓度下,分别注射不同剂量的Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒后采用核磁共振平扫,筛选Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒体内成像的最佳剂量。在适宜浓度和最佳剂量下观察成像最佳时间。采集制备VX2肿瘤组织,制备兔VX2肝癌模型,分为2组(每组3只),一组耳缘静脉注射Gd-DTPA检查,另一组注射Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒进行增强扫描。观察Gd-DIPA和Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒体内成像效果。并对兔VX2肝癌模型T1加权 MR 图像扫描注射 Fe3O4@DDT-PMAA 纳米颗粒 0min、2min、12min、22min、32min、42min、52min不同时间点的肝脏图像,并观察Fe3O4@DDT-PMAA的排泄。观察Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒在体内的注射浓度及剂量、成像效果及排泄途径。结果1、体内成像效果随Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒浓度的增大,核磁共振扫描T1WI成像信号强度明显提高T1WI信号强度与Fe离子浓度呈正相关。当注射浓度达到800μg/mL时可清晰观察各脏器的变化。虽然浓度升高,信号强度进一步增加,但综合考虑造影剂成本及安全性等情况,选择600μg/mL作为体内核磁成像适宜浓度。2、在600μg/mL浓度下,2min内5.5ml/kg时T1值降到最低,4.0ml/kg的剂量用于增强检查是虽然理论数值T1值不是最低,但是由于弛豫率Fe3O4@DDT-PMAA较高,在较低的浓度剂量下T1WI成像不影响图像的质量,故体内最佳成像剂量选择4.0ml/kg。3、在适宜浓度和最佳剂量下,2min内Ti值最低,故体内成像最佳时间为2min。4、最适浓度及剂量的Gd-DTPA和Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒肝脏MR增强对比T1WI成像显示,Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒信号强度值略高于Gd-DTPA,成像效果无差异。Gd-DTPA增强后2min内即可在肝脏肿瘤区域观察到信号增强,随后减弱,而Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒在肝脏肿瘤区域成像效果不佳。5、Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒随着注射时间的推移,肾脏T1WI呈增强趋势,随后开始减弱,膀胱部位成像也存在相同趋势。结论:Fe3O4@DDT-PMAA磁性纳米粒子体内成像最佳注射浓度为600μg/mL,最佳注射剂量4.0mL/kg,最佳时间为2min以内。在该浓度及剂量下肝脏成像效果Fe3O4@DDT-PMAA T1值略高于 Gd-DTPA,成像效果无明显差别,Fe3O4@DDT-PMAA纳米颗粒在肝脏肿瘤区域成像效果不佳。Fe3O4@DDT-PMAA经肾脏、膀胱系统排出体外,安全性高,在肝脏肿瘤区域的成像效果仍需进一步探讨分析。