第一种用于研究人体组织成像探针的截肢人体肢体模型

荧光引导手术(FGS)正在迅速成为一种提高手术安全性和有效性的工具。因此，需要更好的模型来测试新开发的荧光显像剂或荧光团。一组研究人员现在开发了一种新的临床前模型，可以使用截肢的人类肢体来测试荧光团。他们的模型作为选择和评估有效的靶向荧光团的工具具有巨大的前景，并且对人类患者没有风险。

　　

   

   

图像:经主动脉灌注生理盐水和荧光剂(即荧光团)。生理盐水和靶向荧光团通过动脉进入，肢体通过重力排出，灌注液循环回环路。      

荧光引导手术(FGS)的新兴领域正在快速发展，有潜力大大提高手术的安全性和有效性。在FGS中，感兴趣的组织被靶向并使用称为荧光团的特殊分子标记。这些荧光团的主要功能是区分目标组织与其他组织，随后指导手术步骤。目前fda批准的用于临床使用的荧光团仅限于三种:吲哚菁绿(ICG)、荧光素和亚甲基蓝(MB)。虽然这些药物有几种临床应用，但它们是非靶向的，这限制了它们的特异性。对FGS不断增长的需求刺激了新的、特定的荧光团的鉴定，这些荧光团针对特定的组织，并有望取得临床成功。尽管许多候选荧光团在动物模型中显示有效，但它们的临床转化需要严格的测试和大量的财务投资。

最近发表在《生物医学光学杂志》(JBO)上的一项研究解决了这个问题。在这项研究中，来自美国的研究人员开发了一种新的、改进的系统，用于识别具有最高临床成功机会的荧光剂。该研究的主要作者Logan M. Bateman说:“了解这些荧光团在人体组织中的表现对于提高荧光剂的准确性和安全性并最终降低开发成本和最大限度地减少对患者的潜在危害至关重要。”

为了减少荧光团选择的时间，研究人员与俄勒冈健康与科学大学的吉布斯实验室合作。他们一起开发了一个截肢的人类下肢模型，用于测试神经特异性荧光团。在这个模型中，组织检查在截肢后不久开始，在缺氧引起的组织分解之前。利用心脏泵灌注生理盐水，研究小组可以模拟活体人体组织中的血管和渗透压。

截肢后，四肢被运送到外科实验室，在那里使用循环回路灌注靶向荧光团。首先，生理盐水通过主要动脉灌注，然后给予标准剂量的LGW16-03荧光团(神经特异性)。肢体被重力抽干，收集的灌注液被循环回回路，模拟血液循环。这发生在10分钟的荧光团灌注期间，随后用生理盐水冲洗20分钟。30分钟后，对神经组织进行成像原位(在截肢的肢体内)和体外(从肢体分离)使用开放场和封闭场荧光成像系统。

鉴于毒剂是无毒的，决定其有效性的关键参数是其信号背景比(SBR)，这是相对于背景噪声的所需信号(即来自神经组织的信号)强度的指标。值得注意的是，荧光团在这方面表现出优异的性能。

“我们对使用这种荧光团的SBR印象深刻，并相信它在临床上也会表现出色。通过观察这些对比值，我们相信灌注模型能够充分地将荧光团输送到目标组织，”达特茅斯-希区柯克医疗中心的资深作者Eric R. Henderson评论道。结果证实了该制剂具有突出目标组织所需的光学性能，更重要的是，证明了这种新型截肢人体肢体模型的可行性。

那么，未来会怎样呢?该团队认为，人体肢体模型未来不仅可以用于研究和选择其他荧光剂，还可以用于研究受控条件下组织的外周疾病和病理特征。此外，该团队还将该平台应用于研究肿瘤生长引起的变化。

亨德森总结道:“这是首例体外模型来检查这种荧光团的性能，虽然还需要进一步的测试，但该模型在翻译研究中的许多不同应用中具有巨大的潜力。”