基于多模态成像技术监测基因修饰支架中血管生成及修复临界性骨缺损的研究

基因修饰促血管化的支架是促进骨再生的有效方法之一,它可以将目的基因转移到内源性细 胞中实现生长因子原位、持续表达,诱导内源性细胞的增殖、迁移和分化,从而促进骨组织再生。该 文以慢病毒介导基因修饰多孔 PLGA/nHAp 复合支架诱导血管生成为研究对象,采用静电吸附和低温冷冻方法制备基因修饰多孔 PLGA/nHAp 复合支架;以小鼠顶骨临界性骨缺损为模型,利用多模态双光子及光声显微成像技术在体、实时、连续监测,研究骨修复过程中基因修饰多孔支架诱导血管化的动态过程。体外实验结果显示,慢病毒颗粒从支架上的持续释放长达 5 天,缓释出的病毒颗粒可以有效转染 293T 细胞并表达 PDGF-BB 因子。体内实验结果表明,慢病毒介导基因修饰多孔 PLGA/nHAp 复合支架,可以实现 PDGF-BB 因子原位表达,促进体内局部及系统性干细胞等细胞迁移,加快血管诱导生成并提高骨缺损部位骨组织的再生能力。同时,在该研究中,成功使用并比较了多模态双光子及光 声显微成像技术在体、实时、连续监测 3D 骨组织支架内血管形成的动态变化过程,并验证了基因修饰对于提高 3D 打印支架的生物学反应性的作用。该研究为研究不同支架对血管生成作用的监测与鉴定提供了新的技术手段。     

生物医学光声成像技术及其临床应用进展

样品被短脉冲激光照射后会受激产生超声波,这种现象被称为光声效应。随着激光器技术及超声探测技术的进 步,基于此效应的光声成像技术已成为生物医学成像领域发展最快的技术之一。光声成像作为一种混合型的成像方式, 结合了光学成像的高对比度和光谱识别特性,以及超声成像大穿透深度下仍具备较高分辨率的特点。光声成像技术不仅 可对包括血红蛋白、脂肪在内的多种组织成分进行高特异性成像,还能灵敏的反映包括血氧含量、氧代谢率等生理特征 的变化,与超声技术的形态和结构成像具有很强的互补性,已在临床及生物医学研究领域体现出巨大的应用潜力。光声 成像技术的这些特性使其在恶性肿瘤、心血管疾病、微循环异常等疾病的成像诊断和治疗引导中具有重要的应用前景。 文章小结了本课题组在光声成像技术领域最近取得的一些新进展,包括利用解卷积技术进一步提高光声显微成像分辨 率;利用压缩感知技术降低数据采集量,提高光声层析成像的速度;利用自制的纳米探针,实现光声分子成像和光热治 疗。光声成像技术的这些进步使其在癌症、心脑血管疾病等方面的诊断和治疗更具有可行性,文章最后回顾了光声成像 技术在乳腺癌、前哨淋巴结及血管内成像等方面的临床应用和研究进展。