उन्नत सामग्री: कमजोर एथेरोस्क्लोरोटिक सजीले टुकड़े के निरीक्षण के लिए नई तकनीक

हृदय रोग (सीवीडी) मानव स्वास्थ्य के लिए सबसे गंभीर खतरों में से एक है। विशेष रूप से मेरे देश में, हृदय रोगों के कारण होने वाली रुग्णता और मृत्यु दर अभी भी बढ़ रही है। एथेरोस्क्लेरोसिस (एएस) हृदय रोग का मुख्य रोग संबंधी कारण है। भड़काऊ प्रतिक्रिया एएस के सभी चरणों के माध्यम से चलती है, धमनी वसा धारियों की पीढ़ी से एएस के गठन तक, और यहां तक ​​​​कि सजीले टुकड़े के टूटने तक। उसी समय, मैक्रोफेज यह फोम कोशिकाओं में ऑक्सीकृत कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (ऑक्सएलडीएल) को अवशोषित करने की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। साथ ही, यह बड़ी संख्या में भड़काऊ कारकों को छोड़ता है और अस्थिर एएस प्लेक पैदा करता है। नैदानिक ​​अध्ययनों में पाया गया है कि एएस प्लाक से भरपूर फोम कोशिकाओं का टूटना और थ्रोम्बी बनना आसान होता है, जिससे मायोकार्डियल रोधगलन और स्ट्रोक जैसी घातक जटिलताएं होती हैं। इसलिए, नैदानिक ​​​​हृदय रोगों की रोकथाम और उपचार के लिए फोम कोशिकाओं की प्रभावी रूप से पहचान करना और कमजोर एएस प्लेक को अलग करना बहुत महत्वपूर्ण है।

इसके आधार पर, पेकिंग यूनिवर्सिटी हेल्थ साइंस सेंटर के कार्डियोवैस्कुलर साइंस संस्थान के प्रोफेसर झेंग लेमिन और आण्विक कार्डियोवैस्कुलर साइंस की प्रमुख प्रयोगशाला ने टीम को गैर-आक्रामक पीए इमेजिंग प्लेटफॉर्म विकसित करने के लिए पीए नैनोप्रोब के रूप में टीआई3सी2/आईसीजी नैनोकंपोजिट्स का उपयोग करने का नेतृत्व किया, जो कमजोर एएस प्लेक की प्रत्यक्ष इंट्रावाइटल इमेजिंग को सफलतापूर्वक महसूस किया। शोध के परिणामों का शीर्षक है जीजी क्वोट; ए नॉन-इनवेसिव नैनोप्रोब फॉर इन वीवो फोटोअकॉस्टिक इमेजिंग ऑफ वल्नरेबल एथेरोस्क्लोरोटिक प्लाक जीजी क्वोट; और"Advanced Materials" पत्रिका।

Ti3C2 नैनोशीट और ICG दोनों में उत्कृष्ट PA इमेजिंग प्रदर्शन है। इसके अलावा, Ti3C2 नैनोशीट में एक बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्र होता है और इसे विभिन्न प्रकार के ICG अणुओं से भरे नैनोकैरियर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, ताकि Ti3C2 / ICG नैनोप्रोब PA के प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकें। कमजोर सजीले टुकड़े की अत्यधिक चयनात्मक पहचान करने के लिए, मानव आंख ने लक्ष्य के रूप में एएस प्लेक की फोम कोशिकाओं में अति-व्यक्त ऑस्टियोपोन्ट (ओपीएन) को चुना। एंटी-ओपीएन एंटीबॉडी (ओपीएन एबी) के संशोधन के माध्यम से, गठित ओपीएन एबी/टीआई३सी२/आईसीजी नैनोप्रोब विशेष रूप से फोम कोशिकाओं और कमजोर पट्टिका ऊतक को पहचान सकता है। AS मॉडल चूहों में अंतःशिरा इंजेक्शन के बाद, OPN-Ab/Ti3C2/ICG नैनोप्रोब ने नाजुक पट्टिका-समृद्ध महाधमनी चाप पर विशेष रूप से बढ़ाया PA इमेजिंग दिखाया।

शोधकर्ताओं ने यह भी पाया कि मैक्रोफेज और फोम कोशिकाएं जिनका कोई उपचार नहीं हुआ है, उनमें कोई लाल प्रतिदीप्ति नहीं दिखाई देती है। OPN-Ab संशोधन की कमी के कारण, भले ही Ti3C2/ICG नैनोप्रोब को ओपीएन को ओवरएक्सप्रेस करने वाली फोम कोशिकाओं के साथ इनक्यूबेट किया गया हो, इसकी गैर-विशिष्ट आत्मीयता बहुत कमजोर है। चूंकि फोम कोशिकाओं की ओपीएन अभिव्यक्ति मैक्रोफेज की तुलना में काफी अधिक है, इसलिए यह उम्मीद की जाती है कि ओपीएन एबी / टीआई 3 सी 2 / आईसीजी नैनोप्रोब के साथ सह-ऊष्मायन वाली फोम कोशिकाओं में लाल प्रतिदीप्ति में काफी वृद्धि होगी, जबकि उसी के साथ इलाज किए गए मैक्रोफेज का फ्लोरोसेंट संकेत है। अपेक्षाकृत कमजोर।

इंट्रावास्कुलर अल्ट्रासाउंड (आईवीयूएस), एक्स-रे इमेजिंग, ऑप्टिकल कोहेरेंस टोमोग्राफी और चुंबकीय अनुनाद (एमआर) इमेजिंग एएस के नैदानिक ​​​​निदान के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधियां हैं। इन तकनीकों का उपयोग करके एएस प्लेक के विस्तृत आकारिकी का अच्छी तरह से निरीक्षण कर सकते हैं, प्लेक की घुलनशीलता का विश्लेषण कर सकते हैं, और इंटिमा-मीडिया की मोटाई को माप सकते हैं। हालांकि, इसकी संवेदनशीलता अपेक्षाकृत कम है, और एएस प्लेक के प्रमुख घटकों को स्क्रीन करना मुश्किल है, जो एएस कमजोर प्लेक की पहचान के लिए एक बड़ी चुनौती बन गया है। फोटोअकॉस्टिक इमेजिंग एक नई प्रकार की बायोमेडिकल डायग्नोस्टिक पद्धति है जो ऑप्टिकल इमेजिंग की उच्च संवेदनशीलता और अल्ट्रासाउंड इमेजिंग की अपेक्षाकृत उच्च पैठ गहराई को जोड़ती है, जिसमें उच्च स्थानिक संकल्प और अच्छे ऊतक विपरीत होते हैं। उदाहरण के लिए, आंतरिक स्रोतों का उपयोग करना हीमोग्लोबिन (पीए) या बहिर्जात लिपिड (पीए) की तुलना कुछ ऊतकों में हीमोग्लोबिन (पीए) को सामान्य ऊतकों, नैनोमटेरियल्स और विशिष्ट निकट-अवरक्त सोखना वाले कार्बनिक डाई अणुओं से अलग करने में मदद कर सकती है। पिछले अध्ययनों में, एएस की पीए इमेजिंग मुख्य रूप से वाणिज्यिक इंट्रावास्कुलर अल्ट्रासाउंड कैथेटर्स या एएस प्लेक की मदद से इंट्रावास्कुलर पीए इमेजिंग पर केंद्रित थी। हालांकि, शुद्ध इन विट्रो अध्ययन अधिक यथार्थवादी रक्त युक्त और जटिल ऊतक वातावरण में पीए इमेजिंग की व्यवहार्यता को पूरी तरह से साबित नहीं कर सकता है। विवो इंट्रावास्कुलर पीए इमेजिंग में एक आक्रामक निदान पद्धति है, जो सीधे जीवित ऊतकों की पहचान करना आसान बनाती है। क्षतिग्रस्त पट्टिका बहुत अनिश्चितता लाती है।

निकट-अवरक्त नैनोप्रोब का उद्भव उपरोक्त कमियों पर काबू पाने के लिए एक अच्छा समाधान प्रदान करता है। निकट-अवरक्त नैनोप्रोब में आमतौर पर उत्कृष्ट ऑप्टिकल अवशोषण गुणांक होते हैं, जो एक ही समय में मजबूत पृष्ठभूमि हस्तक्षेप की चुनौती का सामना करते हुए भी पीए इमेजिंग की संवेदनशीलता में काफी सुधार कर सकते हैं। कार्यात्मक aptamers और nanoprobes का संयोजन आगे आणविक स्तर गैर-आक्रामक निदान को बढ़ावा देता है। हालांकि, एएस रोग में गैर-आक्रामक पीए इमेजिंग का अनुप्रयोग अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है।

संक्षेप में, अनुसंधान दल ने कमजोर AS प्लाक के सहज निदान के लिए OPN-Ab/Ti3C2/ICG नैनोप्रोब पर आधारित विवो PA इमेजिंग प्लेटफॉर्म में एक गैर-इनवेसिव का प्रस्ताव रखा। नैनोकैरियर के रूप में Ti3C2 नैनोशीट का उपयोग करके, पीईआई कोटिंग के साथ, ओपीएन-एबी के सहसंयोजक बंधन और आईसीजी अणुओं के बड़े भार को अच्छी तरह से महसूस किया जाता है। आणविक स्तर पर एएस प्लेक के प्रमुख घटकों की जांच के लिए जांच-आधारित पीए इमेजिंग एक अच्छा समाधान है, और यह गहरे ऊतकों (मानव कैरोटिड धमनी, कैरोटिड धमनी, और कैरोटिड) की गैर-आक्रामक इमेजिंग की आगे की खोज के लिए कई अवसर प्रदान करता है। धमनी)।