根治性切除是大部分早期恶性实体肿瘤的最佳治疗方式,传统手术中,外科医生主要依靠主观评估方法如组织结构、颜色和触感等来区分肿瘤与周围正常组织。但这种方式难以避免造成肿瘤残留或对正常组织过度切除的可能。为此,天津医科大学第二医院医学影像科副主任赵阳课题组提出了一种新型长余辉—染料敏化策略,实现了纳米材料的超长持久发光,并成功将其应用于肿瘤精准切除的术中导航。相关研究成果日前作为封面文章发表在《德国应用化学》上。

据介绍,术中导航可在手术中利用影像学方法,将切除目标的影像数据与手术中患者的解剖结构,通过直接(病变可视化)或间接(计算机虚拟)的方法建立准确对应,并在手术中持续、实时获取被切除病变的形态、大小和边缘等信息,从而让外科手术更为精准、快速和安全。荧光引导手术(FGS)作为一种已进入临床探索的直接可视化术中导航技术,能够在术中实时点亮癌细胞,帮助医生判断肿瘤边界、发现转移灶。

近年来,FGS已获得医疗领域越来越多的关注。然而由于该技术应用的成像材料需要不断的激发光照射方可显像,极大地限制了实际的术中应用和临床转化,因此成像材料的突破已成为该项技术进一步发展的关键。

为解决上述瓶颈问题,赵阳课题组创新性的应用了有机染料敏化策略。“我们通过有机荧光材料(TAMRA)对无机长余辉探针(ZGC)持续发射荧光充能的方式,获得了大幅增强发光时间的长余辉发光纳米材料,实现了一次充能可持续发光达数十分钟的显像效果。”赵阳介绍,“更为特别的是,该材料还可在术中导航时利用普通白色LED灯实现对材料的再次充能,获得可再生的持久发光效果。”

该新型染料敏化长余辉纳米材料使以可视化荧光材料为基础的术中导航实现了跨越式发展,进一步拉近了实验性探索与临床实际应用的距离,有望为外科肿瘤切除术提供更为准确的定位和更为便利的操控,实现术中导航下的可视化精准治疗。(陈曦)