来自生物医学工程与成像科学学院的研究人员发表了一项新研究，首次探索了正电子发射粒子跟踪(PEPT)在活体中的应用。
PEPT技术允许在大型、密集和/或光学不透明的系统中对单个放射性粒子进行3D定位和跟踪，这是使用其他方法难以研究的。该技术目前用于研究复杂机械系统内的流动，如大型发动机、工业混合器等，但尚未转化为生物医学应用。
PEPT以前在生物医学成像中是一个未开发的领域，因为缺乏方法来分离和放射性标记足够小的单个粒子，并且具有足够的放射性，使其能够在活体中注射和检测。
在这项发表在《自然纳米技术》杂志上的新研究中，主要作者Juan Pellico博士和由Rafael T. M. de Rosales博士领导的多学科团队能够合成、放射性标记并分离出单个亚微米二氧化硅颗粒，该颗粒具有足够的放射性，可以首次使用标准PET成像和PEPT进行检测。
“我们的目标是进一步发展这些发现并开发改进的PEPT示踪剂，这将使我们能够充分探索PEPT在生物医学中的潜力，提供不同环境下血液流动动力学的全身信息，具有独特的应用，例如研究复杂的多相血液流动，这在临床生理学和药物输送中至关重要，”生物医学工程与成像科学学院的成像化学读者Rafael T.M. de Rosales博士说。
“其他潜在的应用包括使用单粒子进行高精度pet引导放射治疗或手术。此外，使用单个放射性标记细胞的体内PEPT应该可以评估单个细胞的运动和迁移，以及它们与血管和组织的相互作用。PEPT允许您以高精度和实时的三角测量单个粒子在体内的位置。
“在目前的PET成像方法中，我们向患者注入数十亿甚至数万亿个放射性标记分子，所得图像代表了一段时间后(通常是10-30分钟)它们的平均分布。
“这并不能给你关于这些分子的速度或它们在体内的实时确切位置的信息，这可能对血液动力学的研究有用，或者血液是如何流经血管的。”
PEPT通过实时跟踪单个粒子，可以研究血流的速度、密度和整体动力学，这是目前任何其他成像方式都无法研究的。全身水平的血流动力学研究尤其及时，因为临床全身PET扫描仪现在已经可用，其中一个很快就会安装在国王学院。”
体内PEPT有可能在评估血液流动有显著影响的心血管疾病或癌症的异常事件方面提供重要突破。
未来的临床应用可能包括对血流异常的病变(如肿瘤或血管病变)内血流和压力梯度的详细分析，这可用于指导患者的治疗方案。
