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  作為常用的臨床成像技術，計算機斷層掃描（CT）成像具有優異的空間和密度分辨率，而磁共振（MR）成像能提供高靈敏度和卓越的軟組織對比度。然而，因為單一模態成像具有內在的優點和不足，仍然難以獲取全面準確的腫瘤診斷信息。為解決這一問題，CT/MR雙模態成像技術引起人們的重視。然而，基于小分子的常規造影劑缺乏腫瘤特異性，代謝快，高濃度時產生腎毒性。因此，開發具有特異性腫瘤靶向能力的CT/MR雙模態成像納米探針至關重要。

  由于納米級的顆粒或者藥物普遍在實體瘤組織具備高滲透長滯留的EPR效應，因此構建合適的納米探針材料通過放大其EPR效應，可大大提高其成像診斷靈敏度和準確度。聚酰胺-胺（PAMAM）樹狀大分子是一類高度支化的、三維立體結構的單分散大分子。由于其具有良好水溶性、非免疫原性和易官能化等優點，沈明武研究員/史向陽教授課題組在前期研究中，利用第5代（G5）或第2代（G2）PAMAM樹狀大分子負載雙模態造影劑，用于腫瘤的CT/MR或SPECT/CT成像（ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 15212?15221；ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 19883?19891）。然而基于單個樹狀大分子的納米探針材料尺寸相對較小，使得其EPR效應受到限制。該團隊最近的研究證實幾何尺寸大于單代樹狀大分子的核殼結構樹狀大分子顯示出比單個樹狀大分子納米顆粒更高的腫瘤穿透能力和放大的腫瘤EPR效應（Biomacromolecules 2021, 22, 2181?2188）。

  納米水凝膠作為一種由高分子鏈通過物理或化學交聯形成的高度親水的三維網絡結構，同時展現出了納米顆粒及水凝膠所具有的特性：（1）高流動性和柔韌性，能夠更好地穿過血管上皮細胞間間隙，進入腫瘤區域，從而被腫瘤細胞吞噬；（2）高親水性，在體內可以保持相對較長的循環時間；（3）通過設計環境響應性的交聯劑或高分子鏈，可實現納米體系在體內特定區域的響應性釋放，減少藥物副作用。此外，已證明具有兩性離子表面修飾的納米粒子顯示出優異的抗污性能，延長的血液循環時間，從而使納米藥物更容易被腫瘤細胞吞噬。基于前期的研究成果，該團隊考慮結合樹狀大分子與納米凝膠的優點及納米凝膠的放大的EPR效應，合成了功能化樹狀大分子納米凝膠用于增強腫瘤CT/MR雙模態成像。

圖1. 樹狀大分子納米凝膠（A）和R-G@ADP（B）的合成示意圖。

  以上研究以“Multifunctional Low-Generation Dendrimer Nanogels as an Emerging Probe for a Tumor-Specific CT/MR Dual-Modal Imaging”為題，發表在美國化學會期刊Biomacromolecules (DOI: 10.1021/acs.biomac.2c01403)上。東華大學化學化工與生物工程學院碩士研究生徐旭為第一作者，東華大學史向陽教授、沈明武研究員為共同通訊作者。該工作得得到了國家自然科學基金委、上海市科委等項目的資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.biomac.2c01403