首个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) 的新兴领域正在快速发展，有可能大大提高外科手术的安全性和有效性。在 FGS 中，使用称为荧光团的特殊分子对感兴趣的组织进行靶向和标记。这些荧光团的主要功能是将目标组织与其他组织区分开来，并随后指导手术步骤。目前 FDA 批准的用于临床的荧光团列表仅限于三种：吲哚菁绿 (ICG)、荧光素和亚甲蓝 (MB)。虽然这些药物有多种临床应用，但它们没有针对性，这限制了它们的特异性。对 FGS 不断增长的需求刺激了对靶向某些组织并有望取得临床成功的新型特异性荧光团的鉴定。

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颖的改进系统，用于识别临床成功几率最高的荧光剂。“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以及最终降低开发成本和最大程度地减少对患者的潜在伤害至关重要，”该研究的第一作者 Logan M. Bateman 说。

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。他们一起开发了一种截肢的人体下肢模型，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，在缺氧引起的组织破裂之前。使用心脏泵灌注生理盐水，该团队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，在那里使用再循环环向它们灌注靶向荧光团。首先，盐水通过优势动脉灌注，然后施用标准剂量的 LGW16-03 荧光团(神经特异性)。肢体在重力作用下被抽干，收集的灌注液被循环回回路中以模拟血液循环。这发生在 10 分钟的荧光团灌注过程中，随后仅用生理盐水冲洗 20 分钟。30 分钟后，使用开放场和闭场荧光成像系统对神经组织 进行原位 (在截肢内)和 离体 (与肢体分离)成像。

鉴于该药剂无毒，决定其有效性的关键参数是其信号背景比 (SBR)，它是所需信号(即来自神经组织的信号)相对于背景噪声的强度指标。值得注意的是，荧光团在这方面表现出色。

“我们对使用这种荧光团看到的 SBR 印象深刻，并相信它在临床上也会表现出色。通过查看这些对比值，我们确信灌注模型能够将荧光团充分输送到目标组织，”达特茅斯-希区柯克医学中心的资深作者 Eric R. Henderson 评论道。结果证实，该试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模型的可行性。

那么，未来会怎样?团队认为，未来人体肢体模型不仅可以用于研究和选择其他荧光剂，还可以在受控条件下研究周围疾病和组织病理特征。此外，该团队还看到该平台被用于研究肿瘤生长引起的变化。

Henderson 总结道：“这是同类首创的 离体 模型，我们已将其用于检验这种荧光团的性能，虽然还需要进一步测试，但该模型在转化研究中具有许多不同应用的巨大潜力。”