开题报告
拟研究或解决的问题:开发一系列长血液循环时间的二氧化硅包裹磁性氧化铁纳米颗粒，为AMI的早期诊断提供探针。
研究手段：冠心病中主要导致患者死亡最重要的因素之一是急性心肌梗死（Acute Myocardial Infarction，AMI)，是严重危害人类健康的心血管疾病。因此，在AMI发病早期及时诊断并进行再灌注治疗能明显降低死亡率，改善预后。分子成像是近年来出现的一个将分子生物学与在体成像相结合的新领域。分子成像技术可以使细胞功能可视化，也可以在组织器官水平的病变部位进行特异性成像分析，可广泛应用于肿瘤和心脑血管疾病的诊断。本研究以大鼠构建AMI模型，合成具有长血液循环时间的二氧化硅包裹的磁性氧化铁纳米颗粒，用磁共振成象进行活体示踪，用作AMI的早期诊断提供重要的信息。
文献综述：进入 21 世纪后，心血管疾病（Cardiovascular disease, CVD）超越了传染性疾病及肿瘤，已经成为人类的首要致死原因，其中心肌梗死（Myocardial infarction, MI）是最为凶险和常见。资料显示全球每年有 1760 万人死于心血管疾病，约占全球死亡人数的 31.43%，其中超过半数患者死于心肌梗死。心肌梗死是由心肌缺血再灌注后心肌细胞坏死和凋亡导致。冠状动脉阻塞导致心肌缺血缺氧并发生不可逆死亡，与此同时，大量炎症反应、细胞因子及氧化性应激等伴随交感神经系统以及肾素血管紧张素醛固酮系统被过度的激活，引起对心肌细胞和间质的多因素刺激，发生重构，致使心脏的结构与功能按照一定模式进行重塑，此过程即被称为心室重构。其病理基础是，心肌梗死后缺血心肌的功能丧失会引起心室腔的扩大为代偿来维持射血分数，但长时间来看，梗死区域的大量细胞坏死及纤维化、瘢痕组织最终对受损心肌的取代，梗死边缘区和非梗死区的心肌细胞凋亡、代偿性肥大及胞外基质网络重新构建伴随着长期室壁应力的增加，这些变化和进程都会引起心脏的形态结构和功能的异常，进而发展为心衰，甚至导致死亡。目前临床治疗主要包括抗血小板药物治疗和心脏介入技术，主要是通过早期再灌注，进行血运重建，有效地挽救濒临死亡的心肌细胞，减小心肌梗死的面积，同时减低心脏负荷，改善心室重塑。然而这些治疗由于各种原因并不能及时进行血运重建，预后效果差，并不能避免远期不良事件的发生。因此临床上对能够有效改善心功和重构的药物的需求仍然急切。心肌梗死后最主要的病理反应就是大量的炎症反应，表现为大量巨噬细胞浸润。临床及基础研究均早已证实免疫系统在心肌梗死后的炎症反应及组织修复中作用巨大，然而过度的炎症会导致梗死区域的扩张、组织纤维化等不良重构。探索其机制，通过检测巨噬细胞来评价心肌梗死，并以巨噬细胞为靶点进行治疗在未来的临床治疗中潜力巨大。
磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI) 自从 1973 年被首次实现以来，以其无创伤及多对比度的优势已广泛应用于生物医学领域。除此之外，MRI还具有时空分辨率高、无辐射、安全性高等特点，在心血管疾病诊断中扮演了重要角色。尽管 MRI 技术已有长足发展，但一项最关键的弱点灵敏度低依旧存在。因此，为提高病灶诊断敏感性和准确性，增强对比度及软组织分辨率，磁共振造影剂被广泛应用于临床。研究表明，磁性氧化铁纳米颗粒作为一种新型磁共振造影剂，具有良好的磁效应及生物相容性，可进入细胞，是国内外研究的热点。而超顺磁性氧化铁以其高生物相容性、高磁响应性和磁敏感性被视为一种新型的造影剂材料，广泛应用于MRI 的T2成像。
生物体的不同器官和组织中含有丰富的水合氢质子，在特定频率的射频脉冲的作用下，由于能量共振吸收，原子核会被激发从而处于激发态。停止射频脉冲，处于激发态的原子核释放能量回到基态，此现象为弛豫现象。能量释放时是以电磁波的形式释放的，可以依据法拉第电磁感应定律将其转换为电信号，并经电脑处理转换为相应组织器官的灰度影像图，可以高分辨率的断层切面影像呈现。所以，MRI检查是以氢核为成像的元素，其信号的强弱主要取决于三个因素：组织中的水含量即氢核密度，水分子中质子的自旋-晶格弛豫时间T1 即纵向弛豫时间，以及水分子中质子的自旋-自旋弛豫时间 T2 即横向弛豫时间。由于不同组织间后两者的差别远超过氢核密度的差别，所以临床均采用T1和T2成像。
随着临床应用的发展，不同组织之间的弛豫时间相互会有重叠，使磁共振成像诊断十分艰难模糊。为增强组织间的对比度和分辨率，提高诊断的敏感性和准确性，除了优化成像方法的各种相关物理参数之外，还可以通过使用造影剂选择性改变生物组织固有的物理特性，增大不同组之间的信号差别。 T1 和 T2 与质子周围的局部磁场强度相关。一些磁矩较大的磁性物质接近共振的质子时，可通过改变质子周围的局部磁场强度，缩短 T1 和T2，增强磁共振信号，提高病灶与正常组织间的对比度。
故本研究以大鼠构建AMI模型，利用磁共振成象进行活体示踪，用作AMI的早期诊断提供重要的信息。
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