磁共振成像因其高的空间分辨率和三维解剖信息在癌症的临床诊断中不可或缺。由于病变组织和正常组织的弛豫时间差异通常较小，磁共振成像经常需要造影剂的辅助，据统计约40%的临床磁共振成像扫描是在钆造影剂的辅助下进行的。然而，常规钆造影剂如马根维显缺乏组织特异性、肾脏清除率快、弛豫效能有限，因而在肿瘤磁共振成像时需要较高的注射剂量，这可能对患者造成潜在伤害。将马根维显负载到纳米载体中可以克服其肿瘤靶向性差、信噪比适中的缺点，但常规纳米载体的短血液循环半衰期限制了造影剂性能的进一步提高。

近日，天津理工大学生命健康智能检测研究院王铁研究员团队受红细胞可变形性（改善其血液循环）的启发，构建了新型可变形介孔有机硅纳米载体。将马根维显装载于可变形纳米载体所构建的新型造影剂具有长的血液循环，高的弛豫效能和良好的组织特异性。相关研究成果以“Gadolinium(III)-Chelated Deformable Mesoporous Organosilica Nanoparticles as Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent”为题在线发表于《Advanced Materials》。

示意图1：基于可变形纳米载体的造影剂能够在血液中变形

红细胞是动物体内最常见的载体之一，它是脊椎动物体内通过血液运送氧气的最主要的媒介。红细胞的可变形性使其能在血液中循环长达120天。受到红细胞因其柔性而拥有长的血液循环时间的启发，天津理工大学王铁研究员团队以有机硅为原料合成了可变形纳米载体。可变形纳米载体可以像红细胞一样在液体中变形，因而相较于常规刚性纳米载体拥有更长的血液循环半衰期。

图1：纳米载体的可变形性对细胞摄取的影响

不同于常规刚性的介孔硅纳米粒子和空心介孔硅纳米粒子，柔性的可变形硅纳米载体能够像红细胞一样在液体中变形（图1c）。细胞摄取实验结果显示巨噬细胞对可变形纳米载体的摄取效率最低（图1e），说明纳米载体的可变形性能够抑制巨噬细胞摄取。

图2：基于柔性纳米载体的造影剂用于肿瘤磁共振成像

将核磁共振成像造影剂马根维显负载于可变形纳米载体后其弛豫效能获得了明显的提升（图2b）。体内循环研究显示基于可变形纳米载体的造影剂拥有最长的血液循环时间（图2c）。肿瘤核磁共振成像测试中，基于可变形纳米硅载体的造影剂对肿瘤组织信号的增幅强度与时间要明显优于单独的马根维显（图2e）。本工作构建了一种新型的柔性纳米载体，该类载体能够显著提升临床用造影剂的性能。柔性纳米载体优秀的生物学性能使其并不局限于提高造影剂的性能，相信在未来的研究中它可以为不同的临床药物带来疗效的提升，为现有药物带来更广泛的应用场景。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202211578