稀土材料作为一类金属材料,拥有独特的物理性质和化学性质。近年来,稀土材料在医学领域的应用日益广泛。
日前,厦门市稀土光电功能材料重点实验室与厦门大学医学院、汕头大学医学院附属肿瘤医院通过多学科交叉合作,研发出基于稀土近红外二区发光的前哨淋巴结转移精准成像技术。该技术不仅能让癌细胞更早被发现,还能在手术中精准定位癌细胞,为医生“导航”。
多种诊疗技术“强助攻”
稀土元素拥有特殊的电子层结构,能够有效吸收和发射特定波长的光,从而能与其他类型材料结合,形成性能各异、品种繁多的新型光功能材料。这一特性为其在医学影像学中的应用提供了理论支撑。同时,部分稀土离子具有良好的稳定性和与生物分子结合的能力,为相关药物设计开辟了新途径。
此外,稀土在提高生物医用材料性能方面有得天独厚的优势。例如铈掺杂的磷酸钙可被用于骨骼修复,镧系元素掺杂的二氧化钛表面拥有优异的抗菌性能。不仅如此,陆续被发现的稀土化合物还具有一系列特殊药效作用,可用于治疗烧伤、炎症、皮肤病、血栓病等。
取得诸多研究成果
提高药物的生物利用率、靶向定位准确度,以及降低毒副作用,一直是药物载体领域的研究重点。基于稀土元素开发的多功能复合材料作为药物载体,能精确控制药物在体内的释放,实现药物缓释,在提升疾病治疗效果方面展现出较大潜力。
此外,以活体荧光成像法替代癌症病理诊断使用的活检样本体外检测技术,成为一种新型无创肿瘤病理诊断方法,受到临床医生青睐。其中,成像的关键一环离不开稀土。
以上述基于稀土近红外二区发光的前哨淋巴结转移精准成像技术为例,该研究团队负责人、中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心研究员张云介绍,他们研发的这种神奇的纳米探针并非一种针状物体,而是一种化学合成物质。研究团队利用近红外Ⅱb区发光的稀土下转换纳米颗粒作为发光元件,以肿瘤特异性靶点CXCR4的拮抗肽作为靶向元件,成功合成出新型近红外Ⅱb区纳米探针。在临床应用时,只需注射这种会发光的纳米探针,即可自动定位肿瘤;通过光学成像仪器,就能隔着皮肤和肌肉组织直观清晰观察到肿瘤的边缘、细胞的游走。
加快推动应用落地
推动更多安全可靠的稀土应用在医学领域落地,无疑需要大量扎实的基础试验数据。为此,一些科研团队及医疗机构纷纷布局,致力于探索稀土在医学领域的新用途,期望通过开发更多稀土新型材料,提升疾病诊断准确性与治疗有效性。
洪茂椿表示,稀土的独特功能在生物医学领域有着广阔的应用前景,“我们希望研究出更多稀土离子或稀土化合物在生物体内的作用机理,用以开发医用材料和药物,实现疾病的精准诊疗。”
(科技日报)
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