异位妊娠 (EP) 是妊娠早期孕产相关死亡的主要原因。大约 98% 的异位着床发生在输卵管中，而权宜之计对于预防输卵管破裂时的出血和孕产妇死亡至关重要。目前的超声策略在高达 40% 的病例中误诊 EP，而甲氨蝶呤治疗确诊 EP 的失败率超过 10%。基于此，来自俄勒冈州立大学的Oleh Taratula和Olena R. Taratula联合俄勒冈健康与科学大学的Leslie Myatt报告了第一种在怀孕小鼠模型中潜在诊断和治疗 EP 的治疗诊断方法。 它基于由单个 NIR 光响应分子硅萘菁 (SiNc) 组成的纳米试剂，封装在生物相容性聚合聚乙二醇-嵌段聚甲醚 (PEG-PCL) 中纳米颗粒（图 1A）选择性地积聚在高度血管化的组织中，包括胎盘。在全身给药后，构建的纳米颗粒特异性地将 SiNc 递送至高度血管化的胎盘组织，但不会递送至胎儿。 因此，可以使用荧光和光声成像来观察发育中的胎盘（图 1）。相关研究成果以＂Nano-Theranostic Modality for Visualization of the Placenta and Photo-Hyperthermia for Potential Management of Ectopic Pregnancy ＂为题于2022年11月17日发表在《Small》 上。 图1 NIR-NP 的潜在应用及其表征 1. NIR-NP 的成像和光热疗 (PHT) 特性的体外评价 为避免严重的健康并发症，必须在孕早期尽快确定 EP。有效检测生长的胎盘将大大提高 EP 的准确和及时识别。图 2A是妊娠早期人类胎盘绒毛示意图 。为了确定 NIR-NP 是否可以被胎盘细胞有效内化，作者利用 SiNc 的固有 NIR 荧光和光声特性来可视化人胎盘细胞内的纳米粒子 （图 2B），可以看出纳米粒子似乎只存在于细胞质内，不会穿透细胞核，从而减少了遗传毒性的威胁。此外，用 NIR-NP 处理的 HTR-8/SVneo 细胞的 PA 成像显示在 780 nm 处具有高信噪比 (SNR)（图 2D），确保在特定波长下的明确识别 。 图2 NIR-NP 的成像和光热疗 (PHT) 特性的体外评价 2. 使用 NIR-NP 进行体内胎盘靶向和荧光成像 图3A展示了人胎盘和鼠胎盘相似性的示意图，鉴于这些相似性，作者使用怀孕小鼠模型来评估 NIR-NP 的成像和光热能力。图 3 NIR-NP 进行体内胎盘靶向和荧光成像结果表明，NIR-NP 在全身给药后 24 小时内有效地在小鼠胎盘中积累，并且不会在 12.5/13.5 和 16.5/17 .5 胎龄时穿过胎盘屏障，因此不会对胎儿发育造成直接伤害 。 图3 使用 NIR-NP 进行体内胎盘靶向和荧光成像 3. 不同妊娠阶段小鼠胎盘可视化的组织学、荧光和免疫组织化学分析 为了进一步检查 NIR-NP 在不同妊娠阶段小鼠胎盘单位内的分布，作者通过将荧光成像与相应的 H&E 染色组织相关联，对孕期进行了详细检查（图4）。结果显示 NIR-NP 在小鼠妊娠早期 (gd 12.5) 更有效地靶向胎盘 ，此时胎盘血流已建立（与人类妊娠 10 周相当）。 图4 胎儿胎盘单位的组织学和荧光成像分析 4. 使用光声成像 (PAI) 进行体内胎盘靶向和可视化 然后，作者评估了 NIR-NP 作为 PA 造影剂对胎盘和相关植入部位成像的功效 。PA 成像证实 NIR-NP 在胎盘内积累，没有经胎盘迁移到胎儿。同时，实现了不同角度的胎盘的无创可视化（图5）。 图5 使用 NIR-NP 作为 PAI 造影剂的胎盘光声成像。 5. 使用 NIR-NP 的体内光热疗法 (PHT) 随后，作者评估了NIR-NP 的体内光热疗法。结果表明，当 NIR-NP 在小鼠胎盘中积累时，使用 NIR 光激活，通过改变所用光的功率可以在发育中的胎盘内产生 42-50℃的温度（图 6A）。在确认产生足以导致细胞凋亡或坏死细胞损伤（≥43°C）的热量后，怀孕小鼠在 SiNc 荧光引导的 NIR-NP 静脉注射（gd 11.5）后 24 小时接受局部 PHT（图 6B）。利用 NIR-NP 的光热 (PHT) 特性可以更有效、更安全地消除 EP，同时避免与甲氨蝶呤治疗相关的副作用（图6）。 图6 使用 NIR-NP 的体内光热疗法 (PHT) 综上，本文提出了一种在怀孕小鼠模型中潜在诊断和治疗 EP 的治疗诊断方法。 利用 NIR-NP 的光热 (PHT) 特性可以更有效、更安全地消除 EP，同时避免与甲氨蝶呤治疗相关的副作用，并消除对机械破坏性外科手术的需要。这项工作的主要目的是评估该纳米粒子识别和可视化发育中胎盘的能力，并在妊娠小鼠模型中展示其光热能力，以潜在应用于 EP 管理。 文章来源：https://doi.org/10.1002/smll.202202343 了解更多 围绕医工交叉领域，EFL建有公众号、相关学术及产业社群，搜索EngineeringForLife公众号了解更多~
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