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超顺磁性氧化铁标记对骨髓间充质干细胞多向分化诱导的影响

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生物医学工程学杂志 2012年第1期29卷 125-128,133页

作者：金旭红杨柳张寿段小军王富友谭洪波中南大学湘雅医学院附属海口市人民医院海口570203 第三军医大学附属西南医院关节外科中心重庆400038

研究兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)经超顺磁性氧化铁(SPIO)标记后,体外成骨、成脂及成软骨诱导能力的变化。体外贴壁培养和扩增兔BMSCs,采用SPIO(25μg/ml)联合硫酸鱼精蛋白转染剂标记兔BMSCs,分别采用适宜的成骨、成脂及成软骨诱导培养液... 详细信息

研究兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)经超顺磁性氧化铁(SPIO)标记后,体外成骨、成脂及成软骨诱导能力的变化。体外贴壁培养和扩增兔BMSCs,采用SPIO(25μg/ml)联合硫酸鱼精蛋白转染剂标记兔BMSCs,分别采用适宜的成骨、成脂及成软骨诱导培养液对磁标记BMSCs进行体外定向诱导培养3周,诱导过程中观察细胞形态学变化。3周后对成骨定向诱导组进行钙结节茜素红染色和碱性磷酸酶(ALP)组化染色;对成脂肪定向诱导组行油红-O染色;对成软骨定向诱导组行番红O染色、II型胶原免疫组化染色检测观察胞外基质糖胺多糖、II型胶原的分泌和表达。利用Image-Pro Plus图像分析系统对免疫细胞化学染色进行光密度半定量分析。结果表明:超顺磁性氧化铁粒子标记BMSCs后普鲁士染色和电镜检查显示细胞胞浆内含致密铁颗粒;磁标记BMSCs在成骨、成脂及成软骨潜在多向分化诱导能力上与对照组未标记细胞相比无统计学差异。提示,SPIO联合硫酸鱼精蛋白转染剂能成功标记BMSCs,超顺磁性氧化铁标记对兔BMSCs体外多向分化诱导能力无明显影响,合理应用这种新型细胞标记技术将促进对组织工程种子细胞的研究。

关键词：超顺磁性氧化铁骨髓间充质干细胞细胞多向分化

超顺磁性氧化铁纳米粒子标记内皮祖细胞靶向肝癌的MR实验研究

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中华核医学与分子影像杂志 2016年第1期36卷 19-24页

作者：麦筱莉范海健牡丹余德才杨军朱斌南京大学医学院附属鼓楼医院医学影像科 210008 南京大学医学院附属鼓楼医院肝胆外科研究所 210008 南京大学医学院附属鼓楼医院病理科 210008

目的采用小动物专用高场MR（7．0T）观察超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIO）标记的骨髓内皮祖细胞（EPCs）归巢至肿瘤局部的情况。方法抽取荷瘤鼠腹腔积液，直接注射法种植于15只裸鼠肝脏，制作小鼠移植性H22HCC模型；取C57BIM6小鼠骨髓分... 详细信息

目的采用小动物专用高场MR（7．0T）观察超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIO）标记的骨髓内皮祖细胞（EPCs）归巢至肿瘤局部的情况。方法抽取荷瘤鼠腹腔积液，直接注射法种植于15只裸鼠肝脏，制作小鼠移植性H22HCC模型；取C57BIM6小鼠骨髓分离培养EPCs，用25μg/ml纳米铁复合物（SPIO-PLL）对第三代EPCs进行标记；利用MTT比色实验、流式细胞分析检测磁性标记对细胞生长、凋亡的影响。模型制作第3天将标记细胞经尾静脉移植至模型鼠（n=15）及对照组（n=6）体内，移植后第1、3、7天应用MR观察肿瘤信号改变情况。行铁蓝染色、CD31免疫组织化学检查，并将MR所见与病理切片行对照分析。采用两样本t检验分析数据。结果模型制作3d后。15只裸鼠肝脏均可见肿瘤病灶；MTT比色实验、流式细胞分析示25μg／mlSPIO—PLL标记细胞后，其生长曲线（t=0．281，P〉0．05）、凋亡与未标记细胞间差异未见统计学意义[早期凋亡率：（12．31±1．43）％与（11．57±1．24）％，晚期凋亡率：（0．55±0．07）％与（0．49±0．05）％；t=0．967和1．060，均P〉0．05]；模型组小鼠细胞移植后第3天，MR成像可见信号改变（4／5），低信号呈斑片、条带状，主要位于肿瘤病灶边缘；第7天信号改变程度减低。病理证实标记细胞归巢至肿瘤周围或肿瘤局部。对照组小鼠MR成像未见明显低信号改变。结论EPCs可归巢至肿瘤局部或周围，高场MR可对其进行动态观察。

关键词：肝肿瘤内皮骨髓超顺磁性氧化铁磁共振成像

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超顺磁性氧化铁在干细胞示踪中的研究进展

中华医学杂志 2016年第45期96卷 3694-3696页

作者：吴佳琪曾嘉齐王培军同济大学附属同济医院放射科上海200065

近年来，干细胞移植在肿瘤、创伤、退行性疾病等领域具有良好的应用前景，是医学研究的一大热点。然而，传统的影像学技术因无法提供细胞移植后生物学行为的有效信息，不能作为评估细胞治疗效果的客观依据，在一定程度上限制了干细胞治... 详细信息

近年来，干细胞移植在肿瘤、创伤、退行性疾病等领域具有良好的应用前景，是医学研究的一大热点。然而，传统的影像学技术因无法提供细胞移植后生物学行为的有效信息，不能作为评估细胞治疗效果的客观依据，在一定程度上限制了干细胞治疗在临床上的普及。随着分子影像学的发展，分子成像技术如生物自体发光成像、荧光成像、放射性核素成像以及磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）技术，可从细胞层面将复杂的生理、病理过程以图像的形式直观表达，为干细胞在体示踪提供了可行性。

关键词：干细胞示踪超顺磁性氧化铁荧光成像技术生物学行为放射性核素成像分子成像技术干细胞移植退行性疾病

超顺磁性氧化铁纳米粒子的制备及其在大鼠脑部的扩散和分布研究

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超顺磁性氧化铁纳米粒子的制备及其在大鼠脑部的扩散和分布研究

作者：郭剑军桂林理工大学

学位级别：硕士

本文以乙酰丙酮铁(Fe(acac))为铁源,采用高温热分解法合成出不同有机物修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIONs)。使用X射线衍射分析(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析样品的晶相和形貌,傅立叶红外光谱仪(FTIR)分析氧化铁表面的修饰情况,纳... 详细信息

本文以乙酰丙酮铁(Fe(acac))为铁源,采用高温热分解法合成出不同有机物修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIONs)。使用X射线衍射分析(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析样品的晶相和形貌,傅立叶红外光谱仪(FTIR)分析氧化铁表面的修饰情况,纳米粒度&zeta电位分析仪测量样品的水合动力学粒径以及电位值,超导量子干涉仪(SQUID)分析样品的磁性能。将样品注射进入SD大鼠脑内,24 h之后解剖取脑,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)和TEM观察氧化铁纳米粒子在脑内的存在和分布情况。主要研究结果如下:(1)采用高温热分解法制备出PEG-SPIONs。测试表征得知:合成的样品结晶度好,分散性良好,平均粒径为8.8 nm,PEG修饰在氧化铁纳米粒子表面,水和动力学粒径为20 nm,有良好的超顺磁性。将样品注入大鼠右脑室和黑质,通过ICP-OES和透射电镜观察氧化铁纳米粒子的扩散和分布情况。观察发现:右脑室注射的大鼠脑在小脑、下丘脑、海马区域有较多纳米粒子存在,其他区域的含量较少。黑质注射的大鼠脑在中脑、下丘脑区域有大量纳米粒子聚集,ICP-OES显示中脑区域铁含量极高。两种注射方式均在下丘脑均发现较多的纳米粒子。(2)制备出PEG/PEI-SPIONs并表征:样品结晶度好,分散性良好,平均粒径为10.3 nm,PEG和PEI均修饰在纳米氧化铁表面,水和动力学粒径为22 nm,有良好的超顺磁性。将样品注入大鼠右脑室,ICP-OES和透射电镜测试观察发现,纳米粒子分布主要集中在嗅球、丘脑、下丘脑区域,其他区域的较少。(3)制备出PEG/PVP-SPIONs并测试:合成氧化铁纳米粒子结晶度好,分散性良好,平均粒径为8.7 nm,且PEG和PVP均修饰在氧化铁纳米粒子表面,水和动力学粒径为20 nm,有超顺磁性。将其注入大鼠右脑室,ICP-OES和透射电镜观察发现,纳米粒子主要分布在海马区、丘脑、皮层区域,其他脑区较少。对比以上三种纳米粒子的分布情况可知:三种SPIONs在下丘脑和海马区域均有较多的分布。下丘脑和海马距离注射点比较近可能是原因之一。而PEG-SPIONs有大量粒子扩散到小脑区域,推测PEG-SPIONs容易穿过脑室到达小脑。PEG/PEI-SPIONs在嗅球较多聚集说明其从脑室向嗅球方向扩散的能力比较强。PEG-SPIONs黑质注射在中脑区域高度聚集,这说明纳米粒子由黑质向周边区域扩散比较困难。本实验为分析和研究了SPIONs在大鼠脑内扩散和分布情况,为将来SPIONs作为靶向药物载体治疗脑部疾病打一下一定的基础。

关键词：超顺磁性氧化铁纳米粒子靶向治疗脑立体定位仪超薄切片

超顺磁性氧化铁对血管内皮细胞的生物学影响及其磁共振成像效应

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浙江大学学报（医学版） 2010年第2期39卷 118-124页

作者：谭延斌武新英张景峰张敏鸣浙江大学医学院附属第二医院放射科浙江杭州310009 浙江大学医学院附属第一医院放射科浙江杭州310003

目的:研究磁共振对比剂超顺磁性氧化铁(SPIO)对血管内皮细胞生物学影响及磁共振成像的可能性,为SPIO对血管内皮细胞靶向性成像提供依据。方法:采用经典共沉淀法,合成柠檬酸包被的SPIO。实验组为浓度分别为0.01、0.05、0.10、0.15 mg/ml... 详细信息

目的:研究磁共振对比剂超顺磁性氧化铁(SPIO)对血管内皮细胞生物学影响及磁共振成像的可能性,为SPIO对血管内皮细胞靶向性成像提供依据。方法:采用经典共沉淀法,合成柠檬酸包被的SPIO。实验组为浓度分别为0.01、0.05、0.10、0.15 mg/ml的SPIO,共同孵育人脐静脉血管内皮细胞,对照组为细胞在不含SPIO的培养液中孵育。采用普鲁士蓝染色,评价血管内皮细胞对SPIO的摄取情况。采用Calcein-AM法检测细胞活性的变化。通过免疫荧光染色对血管内皮细胞的肌动蛋白、微管蛋白进行荧光染色,评价血管内皮细胞骨架的变化。采用免疫荧光染色的方法,对局部粘着斑蛋白激酶(FAK)进行荧光染色,评价细胞迁移、粘附能力的变化。通过透射电镜观察SPIO在细胞内的分布及细胞内细胞器的变化。采用原子吸收分光光度计检测细胞内SPIO的含量。通过Philips 3.0T磁共振,对细胞琼脂凝胶细胞悬液进行磁共振扫描,了解磁共振扫描时信号的变化。结果:血管内皮细胞按浓度依赖式摄取SPIO。与对照组相比随SPIO孵育浓度的增加,SPIO对细胞的活性的毒性增加。与对照组相比细胞的肌动蛋白、微管蛋白纤维紊乱,FAK颗粒变粗,分布稀疏。SPIO主要位于胞质的溶酶体内,随孵育浓度的增加,溶酶体的数量增多,并出现大小不一空泡样结构。当SPIO浓度为0.15 mg/ml时,细胞内铁含量为(55.86±9.935)pg。磁共振扫描图像显示与SPIO共同孵育的细胞,信号出现明显的降低。结论:摄取SPIO的血管内皮细胞可以被MR检测到,但SPIO对血管内皮细胞的活性、骨架、粘附、迁移造成了一定影响,而这些影响与SPIO浓度有明显的依赖性。

关键词：磁共振成像/方法内皮,血管/细胞学脐静脉/细胞学细胞,培养的染色与标记显微镜检查,电子,扫描透射超顺磁性氧化铁体外试验荧光染色

超顺磁性氧化铁摄取前后颈动脉斑块的同步MRI水脂分离及定量磁化率图

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中华医学杂志 2023年第13期103卷 980-980页

作者：丁亚辉(编译) 浙江省人民医院心血管内科

颈动脉易损斑块可能破裂并导致缺血性脑卒中。易损斑块的特征是存在富含脂质的坏死核心(LRNC)、斑块内出血、薄和(或)破裂的纤维帽,而多对比MRI基于其在多个对比度权重上的外观来识别斑块区域和不同斑块成分从而识别这些特征。

关键词：颈动脉斑块易损斑块超顺磁性氧化铁缺血性脑卒中纤维帽磁化率斑块内出血 MRI

超顺磁性氧化铁纳米粒子在乳腺癌前哨淋巴结活检中的应用现状

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国际外科学杂志 2021年第12期48卷 857-860页

作者：钱治丹章佳新大连医科大学 116044 苏北人民医院甲乳外科扬州225001

腋窝淋巴结状况是乳腺癌最重要的预后指标,因此准确评估腋窝淋巴结转移的状况始终是乳腺癌研究的热点问题。现如今,前哨淋巴结活检已成为腋窝淋巴结临床阴性早期乳腺癌患者的首选手术方式。示踪剂的选择又是进行乳腺癌前哨淋巴结活检和... 详细信息

腋窝淋巴结状况是乳腺癌最重要的预后指标,因此准确评估腋窝淋巴结转移的状况始终是乳腺癌研究的热点问题。现如今,前哨淋巴结活检已成为腋窝淋巴结临床阴性早期乳腺癌患者的首选手术方式。示踪剂的选择又是进行乳腺癌前哨淋巴结活检和淋巴引流区域研究的关键环节,传统示踪剂(蓝色染料、核素和荧光示踪剂等)过敏、定位特异性差、对人体放射性等问题,限制了其在临床的推广应用。然而,超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPION)有效地改善了这些缺点,具有其他示踪剂无法替代的优势,可成为乳腺癌前哨淋巴结活检的理想示踪剂,具有良好的应用前景。本文就目前SPION在乳腺癌前哨淋巴结活检中的应用情况及该示踪剂的优缺点作一综述。

关键词：乳腺肿瘤前哨淋巴结活组织检查超顺磁性氧化铁

超顺磁性氧化铁纳米粒子在肿瘤治疗和成像方面的应用

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超顺磁性氧化铁纳米粒子在肿瘤治疗和成像方面的应用

作者：黄银平桂林理工大学

学位级别：硕士

使用改良多元醇的方法合成聚乙二醇（PEG）、聚乙烯亚胺（PEI）共同修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIONs）。为了实现特异性靶向我们将聚山梨酯80（Ps 80or Tween 80）或者叶酸（FA）修饰在氧化铁纳米粒子的表面。将合成的纳米粒子作... 详细信息

使用改良多元醇的方法合成聚乙二醇（PEG）、聚乙烯亚胺（PEI）共同修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子（SPIONs）。为了实现特异性靶向我们将聚山梨酯80（Ps 80or Tween 80）或者叶酸（FA）修饰在氧化铁纳米粒子的表面。将合成的纳米粒子作为潜在的药物递送平台双重靶向（受体靶向和磁靶向）将药物递送到达肿瘤部位,这样可以高效精准地将药物递送到肿瘤部位,增强治疗效果,减轻毒副作用。选择抗肿瘤药物盐酸阿霉素（DOX·HCl）作为模型药物用于研究体外药物释放以及在体外和体内对肿瘤细胞的抑制效果。主要的研究内容如下:（1）寻找递送诊断治疗试剂通过血脑屏障的方法仍然很迫切。我们成功制备了聚乙二醇（PEG）、聚乙烯亚胺（PEI）、聚山梨酯80（Tween 80）共同修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子（Tween-SPIONs）,证明了通过尾静脉注射Tween-SPIONs到大鼠体内,在外加磁场的作用下能够透过无损伤的血脑屏障。定量分析表明大量的SPIONs积累在离磁铁较近的皮层组织,并且随着与磁铁距离的增加组织中的铁含量也在减少。脑组织超薄切片后,使用透射电子显微镜（TEM）观察到纳米粒子SPIONs正在穿过血脑屏障。通过比较研究证明了聚山梨酯80和外磁场在纳米粒子透过血脑屏障中起着重要的作用。然而,紧紧依靠外磁场的拖拽作用无法使SPIONs透过血脑屏障。结果表明Tween-SPIONs是在外磁场的帮助下依靠主动渗透的方式透过血脑屏障。这个研究表明使用Tween-SPIONs在外磁场的作用下,可以用于递送药物或者诊断试剂透过血脑屏障到达脑实质用于治疗某些神经疾病。（2）集治疗和成像于一体的多功能纳米粒子有潜在的增强治疗效果的作用。本研究设计了一种智能、多功能纳米粒子,作为药物递送的工具,装载抗肿瘤药物,在外磁场的作用下,靶向肿瘤组织,同时可以作为磁共振成像（MRI）的造影剂,使用MRI成像追踪肿瘤的的治疗效果。我们首先合成的聚乙二醇、聚乙烯亚胺、聚山梨酯80共同修饰的纳米粒子,再将DOX装载到该纳米粒子里面,在外磁场的靶向作用下用于治疗脑胶质瘤。在体外实验表明该多功能纳米粒子相比纯DOX溶液能够增强C6脑胶质瘤细胞的凋亡。MRI检测大鼠脑胶质瘤模型实验表明:静脉注射纳米粒子2 h以后,在外磁场的作用下,该纳米粒子能够被动靶向胶质瘤。小动物活体荧光体成像结果表明:该纳米粒子能够递送大量的DOX到达肿瘤部位,这进一步说明这种纳米在外磁场的作用下能够靶向肿瘤组织。体内抗肿瘤效果研究表明:在外磁场的作用下该纳米粒子对脑胶质瘤的抑制效果明显优于纯DOX溶液。在外磁场的靶向作用下,该多功能纳米粒子的治疗中位存活期由纯DOX的中位存活期的32天延长到79天。原位末端凋亡法分析胶质瘤组织结果表明:该多功能纳米粒子与纯DOX溶液相比能够诱导更多的肿瘤细胞凋亡。因此,该多功能纳米粒子能够作为潜在的装载药物的工具,装载药物定向到达肿瘤部位,达到最佳治疗效果。（3）使用改良的多元醇的方法合成了PEG、PEI修饰的SPIONs。为了能够特异性靶向癌细胞,使用EDC/NHS法将叶酸（FA）接枝到SPIONs的表面（FASPIONs）。阿霉素（DOX）作为一种抗肿瘤药物装载到FA-SPIONs里面（DOX@FASPIONs）,DOX@FA-SPIONs中DOX的释放速率在低PH条件下较大。SPIONs、FA-SPIONs和DOX@FA-SPIONs的水和动力学粒径分别为23、40、67 nm,在PBS中表现出优异的胶体稳定性。激光共聚焦荧光显微镜研究表明:DOX@FASPIONs能够有效地靶向MCF-7细胞,通过受体介导的内吞作用。使用裸鼠乳腺癌肿瘤模型,将DOX@FA-SPIONs通过静脉注射到裸鼠的体内,同时在肿瘤部位加上磁铁,对肿瘤的抑制效果比纯DOX溶液好。使用MRI检测SPIONs在肿瘤部位的聚集情况,正如DOX@FA-SPIONs在体外展现出好的弛豫率（r2=81.77mM-1S-1）。组织学分析表明:肿瘤模型小鼠使用DOX@FA-SPIONs治疗35天以后,心、肝、脾、肺、肾并没有表现出明显的毒性。因此,FA-SPIONs作为高效的药物递送平台可以用于晚期癌症的诊疗。

关键词：超顺磁性氧化铁聚山梨酯80 叶酸磁靶向肿瘤

超顺磁性氧化铁标记兔BMSCs生物学特性及MRI成像研究

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中国修复重建外科杂志 2009年第7期23卷 851-855页

作者：张瑞平刘强李健丁张琨李晶山西医科大学第一医院外科太原030001 山西医科大学第一医院骨科太原030001 山西医科大学第一医院放射科太原030001 山西医科大学分子生物教研室

目的探讨不同浓度超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iron oxid,SPIO)颗粒标记兔BMSCs的标记率和对细胞活力的影响,及MRI成像显示磁标记干细胞的可行性。方法健康成年家兔10只,体重2.5～3.0kg,取髂骨骨髓常规培养BMSCs。将SPIO-多聚赖... 详细信息

目的探讨不同浓度超顺磁性氧化铁(superparamagnetic iron oxid,SPIO)颗粒标记兔BMSCs的标记率和对细胞活力的影响,及MRI成像显示磁标记干细胞的可行性。方法健康成年家兔10只,体重2.5～3.0kg,取髂骨骨髓常规培养BMSCs。将SPIO-多聚赖氨酸复合物按不同比例与DMEM培养基混合,使Fe2+终浓度分别为150、100、50、25μg/mL,依次定为A、B、C、D组,加入第3代BMSCs培养液中进行标记;以未标记细胞作为对照E组。行普鲁士蓝染色观察细胞内Fe2+的标记率,并检测标记后的细胞活力。应用1.5TMRI系统行磁标记干细胞成像,检测各组T1WI和T2WI图像信号强度。结果A～D组标记细胞胞质内均可见普鲁士蓝染色颗粒,随浓度增加蓝染颗粒增多;E组染色呈阴性。A～E组细胞活力分别为69.20%±6.11%、80.41%±2.42%、94.32%±0.67%、96.24%±0.34%和97.43%±0.33%,A、B组细胞活力与C、D、E组比较,及A、B组间比较差异有统计学意义(P0.05)。T1WI图像各组间无明确信号差异;T2WI图像A、B、C组信号均有明显下降,D组信号略下降,E组信号改变不明显。A～E组T2WI信号强度分别为23.37±6.21、26.73±3.60、29.63±2.82、45.03±6.76和783.15±7.38,A～D组与E组比较差异均有统计学意义(P0.05)。结论SPIO可简便标记BMSCs,在20～50μg/mL的Fe2+标记浓度下对细胞活力无影响,可为BMSCs移植的MRI活体内示踪奠定基础。

关键词： BMSCs 超顺磁性氧化铁细胞活力 MRI