碳纳米管靶向超声造影剂应用在消化系统影像结果中的研究进展

邵丽萍

【关键词】碳纳米管;靶向;超声造影剂;消化系统

【中图分类号】R714.255 【文献标识码】A 【文章编号】2026-5328（2022）03--01

引言

现阶段，超声成像技术发展趋向成熟，超声成像拥有可实时成像、非侵入等特点，在医学诊断期间，为了更为准确地观察到特定组织结构，通常要应用靶向超声造影剂。超声造影剂拥有不错的敏感度和特异性，在应用期间能够对病灶部位实施精准定位，为诊断和治疗提供帮助[1]。碳纳米管的结构独特，它能够加强细胞对药物的摄取，有效彰显出靶向特异性优势。当前，碳纳米管靶向超声造影剂已经广泛应用于生物工程、医学诊断和治疗等领域。此外，利用碳纳米管制备超声造影剂属于研究的热点，本文结合近些年来的研究，对其在消化系统影像结果中的研究进展进行探讨，详细内容如下。

一、碳纳米管的特性

（一）基本性质

碳纳米管属于石墨烯片卷曲状态下形成的中空圆柱形纳米结构，主要划分成单壁和多壁两种类型，其拥有较好的机械性能、导电力等。原始状态下的碳纳米管具有较好的疏水性能，它在细胞与分子状态下会出现毒性，并且在经过合理的修饰加工以后，碳纳米管被氧化、硝化处理，逐渐变小[2]。当它和表面活性剂的涂层结合以后，还能够有效提升其分散性与生物相融性。

（二）生物相容性

在生物医学领域，相关生物材料与降解的有关产物会进入到循环系统中，并能够和血液產生作用。碳纳米管属于新型造影剂的有效载体种类，通常表现出薄而长的纤维状态，其纵横比例通常大于3倍。辛莹等相关研究表明，在对碳纳米管进行特定修饰加工以后，其毒性会不断减弱，以聚乙二醇为例，在使用聚乙二醇对碳纳米管修饰后，能够有效提升其生物相容性[3]。此外，在应用透明质酸等对碳纳米管修饰后，可降低癌细胞的毒性。同时，李二晶等在利用碳二亚胺修饰碳纳米管以后，还能够降低其溶血率，获得较好的生物安全性，为开展靶向治疗癌症创造有利条件[4]。

（三）光声特性

光声成像作为快速兴起的成像技术，检测期间其目标是声音，能够将具体的声音转变成二维或者三维的图像。对比早期荧光成像技术，应用光声成像能够防止像中的光进行散射，有效提高组织穿透能力和空间分辨率。在使用碳纳米管期间，依据其光声及回声特性，对超声显像起到增强作用，有助于提升对相关病症的诊断效能。此外，碳纳米管还可以吸收光的纳米结构，极大程度上增强光声成像的优势。

二、碳纳米管靶向超声造影剂应用在消化系统影像结果中的研究进展

（一）超声造影剂及其用法分析

造影剂通常属于纳米量级的脂质或者由蛋白外壳所包裹形成的微气泡悬浮液体形式，借助微气泡中的气体可以提升超声造影效果，有利于血管结构对比度的提高。由于第一代超声造影剂的包膜相对较厚，且没有充足的弹性，在实际临床应用中已经很难满足需求。使用碳纳米管靶向超声造影剂则能够改善这一状况，在应用时延长存留时间，维持较好的振动和回波性特点，为医师全程观察造影剂的变化情况创造有利条件。

（二）碳纳米管靶向超声造影剂在消化系统影像结果中的研究

1、碳纳米管靶向超声造影剂应用在胰腺疾病的影像结果观察

在使用碳纳米管靶向超声造影剂时，能够较为清楚地显示出胰腺的内部情况。如果发现胰腺肿瘤内部有异常血流灌注，且结合肿瘤增强时相、强度等特征，可以对肿瘤的良恶性做出初步判断。同时，能够正确引导超声内镜下细针抽吸的过程，在肿瘤血流较为丰富的区域实施穿刺操作，有效提高单次穿刺的成功率，为细胞块免疫细胞化学辅助诊断奠定基础。胡楚玲等研究表明，在合理应用细胞块免疫组化和超声内镜引导下细针抽吸技术时，能够提升胰腺肿瘤的诊断准确率，对比常规涂片效果更佳，在实际应用期间具有可靠、准确和安全的特征[5]。

胰腺癌的发病较为隐匿，通常不具备较为显著的临床病症特征，并且在没有及时诊断的情况下，胰腺癌极有可能发生转移，对患者病情产生负面影响。胰腺病的发病率呈现出上升趋势，早期诊治能够为改善预后提供支持。如果使用传统的造影剂，通常难以对胰腺实质性的边界进行探测，低回声占位性区域并不明显，无法准确判断出占位的良恶性。在使用碳纳米管靶向超声造影剂期间，可以发现胰腺肿瘤内部出现少量的点状或者棒状的血流信号，这种现象的产生多与肿瘤中央细胞的退化坏死有关[6]。针对多发于胰腺的良性神经内分泌肿瘤而言，在检查期间其影像与恶性肿瘤存在明显区别，例如，在检测胰岛素瘤时，表现为斑块状增强，出现块进块退和高增强的现象。此外，因为超声造影剂满足无毒性特点，所以不会给患者造成肾毒性。使用碳纳米管靶向超声造影剂还有利于胰腺炎的诊断，在影像中可以展现出急性胰腺炎的病变区域。

2、碳纳米管靶向超声造影剂应用在上消化道疾病的影像结果观察

上消化道常见的肿瘤类型中，主要包含胃癌、食管癌以及胃间质瘤等种类。在使用碳纳米管靶向超声造影剂期间，能够较为清楚地观察到患者消化道管壁五层结构，准确地呈现出消化道肿瘤的边界、大小、侵犯深度等[7]。应用碳纳米管靶向超声造影剂时，可反映出肿瘤内部的血流灌注特征，正确判断出肿瘤的良恶性，还可以为后期的穿刺提供支持。

调查发现，针对食管癌症状，在使用超声造影剂予以增强后，在占位内部仅能观察到少量的点状增强彩色血流信号特点，呈现出低增强状态，这种情况多与恶性肿瘤内部的血管被破坏存在联系[8]。在没有使用超声造影剂的前提下，胃部通常表现出低回声，且回声并不均匀，边界不清楚、黏膜表现出消失、增厚等特征，而在应用超声造影剂以后，胃癌症状呈现为低增强状态。针对高度恶性胃间质瘤患者，通常已经侵犯到胃壁内部，内部表现为不均匀的低回声状态。使用碳纳米管靶向超声造影剂增强后，在占位周边区域能够观察到彩色血流信号呈现出明显的增强，总体上分布不均匀，并且在其内部只能观察到少量的点状增强特征，表现为低增强状态。针对低度恶性胃间质瘤症状，在应用超声造影剂予以增强后，占位能够观察到相对均匀的棒状、斑块状血流信号，表现出高增强的状态。

3、碳纳米管靶向超声造影剂应用在胆囊疾病的影像结果观察

碳纳米管靶向超声造影剂还可以应用于胆囊疾病的诊断和治疗。在使用阶段，它可以有效判断出胆囊癌的浸润深度，按照胆囊占位的特点予以区分，以胆囊癌、胆固醇结石、慢性胆囊炎以及炎性增生等，通过使用碳纳米管靶向超声造影剂均可呈现出不同的血流信号特征。针对胆囊癌症状，通常表现为低增强状态;对于胆囊壁炎性增生或者胆囊息肉病症，则表现出高增强的特点;针对胆固醇结石症状，利用超声内镜观察通常呈现出具有强回声团的状态，并伴随有声影的出现，在实施造影增强后发现其没有血流信号[9]。

通常对于新生的肿瘤血管而言，其结构表现出不完整的特点，加上管壁相对较薄，总体上通透性要大于正常的血管，在使用靶向超声造影剂期间，能够较为显著的观察到良恶特点。徐理敏等研究发现，在使用常规性的微泡膜超声造影剂时，其直径一般在2到4微米之间，实际应用期间很难直接穿越血管的内皮，在临床应用阶段具有一定的局限性[10]。而在使用碳纳米管靶向超声造影剂时，这种造影剂的直径更小，它具备较强的穿透性，可以实现对血管内皮细胞的自由通过。此外，它还能够和靶向配体相互结合，在经过特定修饰的条件下，确保在靶区范围内实现聚集，为肿瘤靶区的特异性显影创造条件。

三、结语

碳纳米管拥有相对独特的结构特点，在实际操作期间，凭借其性质可以更好地被修饰，加上具备较好的光声、光热效应，它已经成为制备靶向超声造影剂的理性选择。不过，结合当前靶向超声造影剂的发展情况，在生物医学领域应用期间，还存在一些困难。首先，整个制备过程相对复杂一些，虽然能够对显像与治疗发挥积极作用，但是制备过程还需要继续进行优化。其次，在实际应用期间，怎样采用多重靶点的方法对其进行合理的修饰也属于必须考虑的方面。总而言之，碳纳米管靶向超声造影剂的应用促进了超声分子成像和靶向治疗的发展，结合分子生物学、纳米技术等，有助于消化系统影像的结果判断，已经成为未来研究和发展的方向。

参考文献：

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[2]胡琦，温朝辉.基于碳纳米管的靶向超声造影剂在肿瘤中的应用进展[J].中国介入影像与治疗学，2020，17（3）：181-184.

[3]辛莹，周厚妊，张月.纳米级靶向超声造影剂在癌症诊疗中的研究进展[J].医学影像学杂志，2021，31（6）：1067-1070.

[4]李二晶，荆慧.超声纳米微泡造影剂在肿瘤诊疗中的研究进展[J].现代肿瘤医学，2021，29（24）：4410-4413.

[5]胡楚玲，顾芬芬，台宗光，等.胰腺癌靶向的碳纳米管超声造影剂的制备及体内外评价[J].实用药物与临床，2021，24（11）：1034-1040.

[6]牛梓涵，赵辰阳，姜玉新.低频超声靶向微泡破坏技术的协同抗肿瘤机制研究及应用进展[J].中国医学科学院学报，2020，42（4）：540-545.

[7]韦馨.靶向超声造影剂在制备领域中的研究进展[J].临床超声医学杂志，2012，14（12）：833-836.

[8]张欣，红华.纳米级超声造影剂研究进展[J].中国介入影像与治疗学，2021，18（2）：118-121.

[9]杨茂发，李敬，张现仁.纳米级超声造影剂的理论研究进展[J].净水技术，2021，40（2）：42-52.

[10]徐理敏，王利英.超声造影剂微泡联合低频超声在腫瘤靶向治疗中的研究进展[J].浙江医学，2020，42（16）：1786-1790.

基金项目：甘肃省人民医院院内科研基金（20GSSY4-24）