顆粒在線訊：玻璃體是一種高度水合（>98%水）的透明凝膠，由長而稀疏的膠原蛋白（II、V、IX和XI型）纖維網(wǎng)絡(luò)組成。在近視、糖尿病和老齡患者中，玻璃體纖維液化和變性與玻璃體內(nèi)部形成混濁有關(guān)。這些混濁在視網(wǎng)膜上投下陰影，對患者來說就像“漂浮物”，降低了對比敏感度功能，使生活質(zhì)量顯著受損，這就是常說的“飛蚊癥”。目前，有兩種治療方法可用于治療這種“漂浮物”。玻璃體切除術(shù)相對安全，但具有侵入性，具有風(fēng)險(xiǎn)；光消融使用高能激光脈沖和釹釔石榴石（YAG）激光，破壞玻璃體的混濁。但由于激光能量水平高，也存在風(fēng)險(xiǎn)。

比利時根特大學(xué)的Stefaan C. De Smedt教授、kevin braeckmans教授與美國密歇根大學(xué)安娜堡分校的Yannis M. Paulus博士團(tuán)隊(duì)介紹了用于安全破壞玻璃體混濁的“納米氣泡消融”。玻璃體內(nèi)注射后，透明質(zhì)酸包覆的金納米顆粒和吲哚菁綠（廣泛用作玻璃體視網(wǎng)膜手術(shù)中的染料）會自發(fā)地積聚在兔子眼睛的膠原玻璃體混濁上，應(yīng)用納秒激光脈沖會產(chǎn)生蒸汽納米氣泡，以機(jī)械方式破壞兔子眼睛和患者標(biāo)本中的混濁。該研究以題為“Laser-induced nanobubbles safely ablate vitreous opacities in vivo”發(fā)表在《Nature Nanotechnology》上。

【VNB消除膠原混濁的思路】

在用適當(dāng)波長的激光脈沖照射金納米粒子(AuNP)時，其表面會發(fā)生超快的溫度升高。這種加熱導(dǎo)致周圍水的蒸發(fā)和蒸汽納米氣泡(VNB)的形成，并在數(shù)十到數(shù)百納秒內(nèi)膨脹和塌陷。而涂有透明質(zhì)酸的AuNPs（HA-AuNPs）可以聚集在接受玻璃體切除術(shù)患者的玻璃體混濁上。同樣，作為造影藥物的吲哚青綠（ICG）可積聚在膠原性玻璃體混濁上，并在激光照射下產(chǎn)生VNB，導(dǎo)致類似于AuNP的機(jī)械性破壞。因此推斷HA-AuNPs和ICG有在體內(nèi)使用激光通量更低的情況下安全地破壞玻璃體混濁的能力。

圖1：玻璃體液化和納米氣泡介導(dǎo)的玻璃體混濁消融概念

【HA-AuNPs產(chǎn)生的VNBs在體內(nèi)消除膠原混濁】

對混濁進(jìn)行脈沖激光照射會導(dǎo)致VNB以機(jī)械方式破壞它們。為了研究這種方法是否允許在體內(nèi)破壞玻璃體混濁，將外源性膠原混濁注射到兔子視網(wǎng)膜附近的玻璃體中。注射混濁物5天后，給兔子玻璃體內(nèi)注射HA-AuNPs。再過3天，用激光照射治療眼睛?；鞚嵩谌齻€脈沖后變得不那么明顯，并且在七個脈沖后不再可見。對于所有兔子，觀察到5±2次脈沖足以完全消融外源性玻璃體混濁。這些結(jié)果證實(shí)，在激光照射10 nm的HA-AuNPs時產(chǎn)生的光誘導(dǎo)VNB可以破壞體內(nèi)玻璃體中的膠原蛋白混濁。

圖2：激光消融金納米顆粒的玻璃體混濁

【ICG產(chǎn)生的VNB可消除玻璃體混濁】

當(dāng)聚合物NP裝載ICG并用脈沖激光照射時，可以形成VNB。外源性膠原混濁的顏色在與ICG混合時發(fā)生變化，表明ICG在混濁上積累。以4.5 J cm-2的激光能量照射與ICG混合的外源性膠原混濁，并通過暗場顯微鏡觀察，證明形成了VNB。測量了生成的VNB的數(shù)量對激光脈沖能量密度的函數(shù)。結(jié)果表明，VNB以及與之相關(guān)的機(jī)械力大大降低了破壞膠原蛋白混濁所需的激光脈沖數(shù)量。

圖3：ICG 用于消除玻璃體混濁的體外表征

將標(biāo)記的混濁物注射到兔子的眼睛中。在5天后注射ICG（1.25 mg ml-1）。PAM成像顯示ICG與混濁共定位，證實(shí)玻璃體內(nèi)注射的ICG可以到達(dá)并結(jié)合玻璃體中的外源性膠原混濁。隨后，用激光脈沖照射外源性膠原混濁。在不使用ICG的情況下應(yīng)用激光脈沖不會破壞渾濁。然而，在玻璃體內(nèi)注射ICG后，五次激光脈沖（1.9 J cm-2）足以完全消融注射的膠原混濁，證明ICG有能力在體內(nèi)使用類似于HA-AuNP的激光設(shè)置破壞外源性膠原混濁，并且濃度低于臨床上用于內(nèi)界膜染色分離的濃度。

圖4：ICG 用于消除玻璃體混濁的體內(nèi)表征

【納米氣泡消融術(shù)可安全用于兔眼】

檢查ICG或HA-AuNPs處理前后用激光治療的眼睛。視網(wǎng)膜電圖波形沒有顯示未處理和處理過的兔子之間的顯著差異。在所有治療條件下，內(nèi)隱時間與對照組無顯著差異。同樣，治療組之間暗視桿錐聯(lián)合反應(yīng)和明視b波的平均振幅和內(nèi)隱時間略有波動，與對照組相比無顯著差異。四組之間視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)和厚度沒有差異，并且沒有觀察到細(xì)胞形態(tài)的變化。末端脫氧核苷酸轉(zhuǎn)移酶dUTP缺口末端標(biāo)記染色也未發(fā)現(xiàn)細(xì)胞凋亡的證據(jù)。

圖5：納米氣泡介導(dǎo)的玻璃體混濁消融的視網(wǎng)膜安全性

【小結(jié)】

這項(xiàng)研究表明，納米氣泡介導(dǎo)的消融是一種非常有前途的方法，可以消除因衰老和疾病而出現(xiàn)的玻璃體混濁。HA-AuNPs和ICG都非常有吸引力，在玻璃體內(nèi)注射時會自發(fā)地積聚在玻璃體混濁上，可以應(yīng)用幾納秒的低能量激光脈沖（比目前臨床YAG激光治療中使用的弱約1,000倍）產(chǎn)生局部蒸汽納米氣泡VNB，機(jī)械破壞膠原聚集體。HA-AuNPs和ICG破壞外源性膠原結(jié)構(gòu)和人類玻璃體混濁的能力似乎非常相似，而在處理過的兔子中沒有觀察到視網(wǎng)膜毒性。這種所需光能的巨大減少將使混濁的治療更加安全，甚至可以治療靠近視網(wǎng)膜的混濁。