在体内微型计算机断层扫描评估在正常和炎症环境下放射性不透明的聚合物装置降解
Kendell M Pawelec1, Jeremy M L Hix1, Arianna Troia2
1Department of Radiology, Michigan State University, East Lansing, MI 48824, USA; Institute for Quantitative Health Sciences and Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI 48824, USA.
Acta biomaterialia
|April 22, 2024
概括
聚合物植入物中的放射性不透明纳米粒子允许计算机断层扫描 (CT) 监测,而不会影响降解或免疫反应. 这项技术可以更好地跟踪植入物崩和随时间推移的功能.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 医疗成像医学成像
- 免疫学 免疫学 免疫学
背景情况:
- 聚合物生物医学植入物至关重要,但由于放射密度差,植入后难以监测.
- 评估对放射性不透明植入物的免疫反应对于了解设备功能至关重要.
- 目前的方法缺乏实时跟踪植入物退化和完整性的能力.
研究的目的:
- 开发用于生物医学植入物计算机断层扫描 (CT) 监测的无线不透明聚合物材料.
- 为了评估体外和体外对放射性不透明的纳米粒子载荷聚合物的炎症反应.
- 评估CT监测对植入物退化和免疫反应的影响.
主要方法:
- 将氧化物 (TaOx) 纳米颗粒纳入聚烯酸 (PCL) 和聚乳酸-同糖化物 (PLGA) 聚合物.
- 在实验室评估巨细胞因子分泌 (TNFα) 作为对纳米粒子聚合物复合物的反应.
- 在患有慢性炎症的小鼠模型中,在12周内皮下植入放射性光器件,随后进行连续CT成像.
主要成果:
- 纳米颗粒的添加在体外诱导了轻微的炎症反应,增加了TNFα分泌.
- 在正常与慢性炎症环境中,没有观察到设备降解率或异物反应的显著变化.
- 连续CT成像成功监测了随着时间的推移而发生的设备崩,而没有纳米粒子爆发释放或对降解动力学或免疫反应的不良影响.
结论:
- 聚合物设备包含无线不透明纳米颗粒是适合在现场使用CT监测.
- 这种方法可以动态评估生物材料和组织相互作用,而不会损害设备的完整性或引发不良免疫反应.
- 无线不透明的纳米颗粒聚合物复合材料提供了一个有前途的策略,以改善植入式设备患者的临床管理和治疗结果.
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