动脉粥样硬化的等离子体纳米光热疗法 (NANOM-FIM)

心血管疾病（CVD）是全世界致残和死亡的主要原因之一。 根本原因通常是动脉粥样硬化，尤其是重要动脉中动脉粥样硬化斑块的血栓性破裂。 恢复缺血心肌的血流被确定为治疗 CVD 患者的首要目标。 一些现代血管成形术技术一般只是操纵斑块的形态，具有一定的临床和技术限制，并发症发生率和再狭窄风险较高。

当前实践中最常见的技术是带支架置入术的血管成形术和 CABG 手术（针对患有多支血管疾病的患者）。 事实上，球囊血管成形术和支架置入术可以控制斑块的形状，不会造成斑块残留物从该部位流出的严重问题。 一旦确定了选择性支架植入的作用，下一个目标就是通过药理学和物理手段克服亚急性支架内血栓形成（首先是使用药物洗脱支架）和新内膜增生（裸金属支架）的并发症. 在未解决的问题中，研究人员可以描述对无保护左主干冠状动脉狭窄、多支血管疾病、糖尿病、支架内再狭窄率仍然很高的患者的限制，以及作为异物问题的解决方案血管、可生物降解支架的开发。 在支架置入术的物理障碍中，研究人员可能会注意到动脉粥样硬化斑块的形成可能以多种不同的形式存在。 斑块可能非常坚硬且呈鳞片状，也可能更富含脂肪且更柔韧。 此外，Peters D. 博士与 Santa-Barbara 的同事 (2009) 发表了自己的关于新型模块化多功能胶束的数据，这些胶束包含靶向元素、荧光团，并且在需要时在同一颗粒中包含药物成分。 靶向喂食高脂肪饮食的 ApoE-KO 小鼠的动脉粥样硬化斑块是通过与凝固的血浆蛋白结合的五肽半胱氨酸-精氨酸-谷氨酸-赖氨酸-丙氨酸完成的。 荧光胶束结合到斑块的整个表面，并且值得注意的是，集中在斑块的肩部，这是一个容易破裂的位置。 他们还表明，与可减少出血并发症和动脉粥样硬化形成的非靶向胶束相比，靶向胶束可将更高浓度的抗凝药物 hirulog 递送至斑块。

此外，他汀类药物减少冠状动脉壁中动脉粥样硬化斑块体积的能力，称为斑块消退，已受到很多关注。 他汀类药物在降低胆固醇和提高生存率方面有着卓越的记录。 除了降低低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C) 水平外，它们还有许多其他作用，通常统称为多效作用。 JUPITER (2003)、REVERSAL (2004)、PROVE IT (2004)、ESTABLISH (2004) 和 ASTEROID (2006) 试验表明，强化他汀类药物治疗后低 LDL 水平伴随高密度脂蛋白升高，可以消退或部分逆转，冠状动脉中的斑块积聚。 研究结果表明，动脉粥样硬化的各种成分对药物治疗的反应不同，可用于靶向可能有反应的斑块。 因此，脂质库、细胞迁移形式的炎症反应、体液物质释放和水肿仍然是最有可能成为药物治疗的目标。 但是，例如，纤维组织、矿物质沉积物和基质似乎是不可逆的，尽管进行了代谢操作。

最近描述了许多利用加热来解决动脉粥样硬化斑块的装置（激光技术、电外科去除斑块或使用射频火花等）。 等离激元学是一种新型的侵入性医学方法，金属纳米粒子是一种新型的光学活性复合球体，由一个介电核和一个通常为金的薄金属壳覆盖组成。 当纳米粒子被近红外激光照射时，它们会吸收能量，这些能量通过非辐射弛豫迅速转化为热量和伴随效应，最终导致组织无法修复的损伤。 在肿瘤学中，金属纳米粒子可以提供一种新的肿瘤组织靶向等离子体光热疗法 (PPTT) 方法，最大限度地减少对周围健康组织的损害。 然而，这种方法在当今拥有巨大血管成形术潜力的心脏病学中并未使用。 然而，纳米技术的效率受到目前对复杂生物环境中纳米粒子与激光脉冲或连续波之间的热相互作用的理解存在差距的限制。 辐射，即使是中等能量脉冲，也能引起纳米粒子的熔化、蒸发和碎裂。 这些事件会极大地改变预期的治疗效果，并导致蒸汽泡以及声波和冲击波的形成。 但最后的缺点可以变成优点，具体取决于治疗的目的。 因此，该研究开启了等离子体激元历史的新篇章。

研究人员设计了这项研究，以检查这种新型血管成形术技术（如等离子体动脉粥样硬化破坏）的潜在临床机会、疗效和安全性。 研究人员提出了以下研究问题：1) 是否有可能以等离子体方式完全破坏斑块且并发症最少？ 2) 与支架术相比，不同方法的典型安全水平是多少？ 3) 不同递送技术（干细胞或磁场）的优缺点是什么？ 4) 移植间充质CD73+CD105+干祖细胞对动脉粥样硬化管理有何意义？ 5) 等离子体纳米光热疗法 (PPTT) 能否替代支架置入术？

等离子体光热疗法 (PPTT) 可能会减少斑块的体积。 PPTT 融化动脉粥样硬化斑块组织，目标组织无法修复燃烧，细胞质和细胞外基质蒸汽起泡，随后组织降解，声波和冲击波的破坏作用作为可能的斑块杀死机制。 NPs 对有机体是绝对安全的，但整个动力学大多是未知的。 与基于干细胞的方法相比，最危险且有效性和安全性最低的方法是使用微泡递送 NP。 间充质干细胞作为局部递送系统具有适当的有效性，具有许多有益特性，例如抗炎、抗细胞凋亡和导致斑块降解的多代谢作用。 因此，PPTT 可以成为支架置入术的替代方案。

在潜在的问题中，研究人员可能会指出 1) 将这些纳米粒子直接输送到斑块中的技术（干细胞、糊膜微泡和表面抗体（作为局部输送系统）），在 CABG 期间直接注射或输注到冠状动脉和斑块中或PCI); 2) 由于斑块纤维帽的破坏（纳米颗粒在内皮表面的粘附作用），在发热部位发生急性致命性动脉粥样硬化血栓形成的高风险； 3）纳米破坏对局部和整个生物体的长期影响（在不同器官中的分布和积累的影响）； 4) 这种效应的机制（等离子体微爆炸和组织燃烧，由于细胞质和细胞外组织的蒸汽鼓泡引起的细胞裂解，破坏性声波和冲击波）； 5) 纳米爆轰的最佳生物物理参数和必要的能量水平，以防止周围组织燃烧和血管穿孔； 6) 等离子损伤是无法修复的，这意味着研究者必须将其与另一种用于修复血管的生物技术相结合，例如使用干细胞； 7) 最佳干细胞类型（来源、起源、分化水平、潜力、特性）。

因此，当前低侵入性方法（支架置入术、他汀类药物等、激光、电外科设备）的缺点：

• 心脏异物
• 再狭窄，包括新内膜增生（涉及不同来源的外膜和循环干祖细胞）
• 致命的急性或亚急性动脉粥样硬化血栓形成风险（包括“支架内”亚急性动脉粥样硬化血栓形成）
• 非致病性——不能逆转或显着消退斑块
• 对重塑和钙化无影响（限制必要重塑）
• 对某些群体（多支血管疾病、左主干 CAD、糖尿病、严重 CAD 等）的临床限制，另一方面，CABG 是一种非常创伤性的手术（解决方案 - MICS，包括内窥镜立体定向手术的成就），但 CABG 仍然是一种负责重症或高危患者的方法

研究方法的缺点：

• 特殊分娩技术的必要性
• 动脉功能丧失 - 无法修复的促纤维化损伤 - 需要另一种临床治疗来恢复组织 - 需要干细胞修复治疗
• （易损）斑块破裂导致急性致命性动脉粥样硬化血栓形成的威胁
• 无法治疗非有机部分的牙菌斑 - 特殊疗法的必要性 - 干细胞
• 潜在的有害副作用的危害 - 蒸汽起泡（细胞质和 ECM 沸腾，随后细胞裂解，以及促凋亡级联反应的激发），由于等离子体产生的激光相关的纳米壳在组织中的爆炸引起的声波和冲击波
• 不稳定（无法控制）的加热 - 感兴趣部位的周围组织可以达到 38-39° 的温度。 但在燃烧部位，最终温度可在约 50-180 摄氏度（烧灼/灼烧/熔化效果），伴随着组织的促纤维化作用。