随着近红外荧光成像设备和显像剂的不断发展，光学成像在基础研究和临床实践中具有非常广泛的应用。固态状态下发出荧光的显像剂也一直是国内外科学家不断开拓的学术疆域，然而由于材料本身的毒性或不明毒性和代谢特征的纳米结构等，截至目前能够在固体状态下发出较长波长荧光的材料几乎都不能转化到临床研究，距离临床应用更甚是遥远。该研究在光学成像研究中发现具备benzyl violet 4B（BV-4B）涂层的医用手术缝线在808nm激光的激发下可发出非常强的NIR-II荧光（波长超过1000nm），团队敏锐地察觉到这可能是固态发光领域中的一项重要发现。如何阐述该化合物的发光特点、发光机制是摆在医工交叉团队面前的重要科学问题，经过一系列研究，最终发现该化合物在液态极性溶剂中发出NIR-I荧光（700-900nm），而在固态状态下化合物通过自聚合的方式形成高度稳定且形态规则的晶格聚集体，才能发出NIR-II（波长超过1000nm）荧光。
该化合物已经在医用材料中常规使用，是目前全球第一个被FDA批准、可在固态状态下发出NIR-II荧光的材料，大大降低了其临床转化的门槛。利用NIR-II荧光的穿透力，将其作为涂层均匀喷涂在医疗材料表面，可清晰显示材料的位置、降解速度以及是否出现断裂等异常情况，实现医疗器械或材料的全生命周期实时监测。针对颅内动静脉畸形病变切除过程中，由于病变的边界范围显示不清，造成病变切除不完全或病变切除过多而损伤周围正常组织的临床问题。研究将BV-4B与医用栓塞剂混合使用，在遇到血液后可发出NIR-II荧光，在开颅切除过程中作为导航引导从而辅助病变切除，创造了一种新的手术方式——杂交的荧光引导手术（“栓塞+开颅手术”），即hybrid fluorescence-guided surgery （hybrid FGS）。
综上所述，该研究发现了全球首个FDA批准的近红外二区固态成像材料，解决了人体医疗器械在体监测的难题，并利用其成像特点创造性地提出了一种杂交的荧光引导手术方式，解决了动静脉畸形病变边界显示不清的临床问题，为荧光引导下血管畸形病变的精准切除奠定了技术基础。
图 用于医疗器械NIR-II成像的临床可转化固态染料的（a）化学结构，（b）不同状态下的荧光光谱和典型分子排列，（c）在三种适用情况下的转化潜能。
该研究受国家自然科学基金（81971668、82222034、U2267221、62027901、81930053、92059207、81227901）、国家重点研发专项（2017YFA0205200）等支持。
通讯作者简介
贾旺 教授
首都医科大学附属北京天坛医院
教授，主任医师，博士研究生导师
首都医科大学附属北京天坛医院党委副书记
主要从事神经系统肿瘤的诊断和治疗工作
担任中国医师协会神经外科医师分会候任会长
中国装备协会神经外科分会会长
北京医学会神经外科分会副主任委员
北京医学会神经外科分会颅底外科学组组长
《中华神经外科杂志》编辑部主任
以第一或通讯作者在国际期刊发表论文52篇，先后获批国家级或省部级课题9项，在研课题6项
第一作者简介
李德岭 教授
首都医科大学附属北京天坛医院
医学博士，主任医师、教授、博士研究生导师，斯坦福大学访问学者
首都医科大学附属北京天坛医院院长助理、神经外科学中心副主任、肿瘤二病区副主任
国家自然科学基金委员会优秀青年基金获得者，青年北京学者，北京市委组织部青年拔尖人才，北京市科技新星，第三届“国之名医-青年新锐”
任国家脑肿瘤注册登记研究平台（NBTRC）执委会副秘书长，脑肿瘤分子显像研究与转化北京市国际科技合作基地（ITMIC-BT）秘书长，中国医师协会神经外科分会青年委员会副主任委员，中国老年医学会神经外科分会常委，中国医学装备协会神经外科分会常委，中国研究型医院精准神经外科技术专业委员会常委
围绕“精准识别脑肿瘤”开展系列研究，采用多模态技术，为脑肿瘤诊断、手术和功能保护等提供新思路和新方法，推动该领域精准医学发展；在分子影像和医工交叉领域主持3项国家自然科学基金、1项国家重点研发专项课题及7项省部级研究项目，以第一或通讯（含共同）作者在Science、Nat Biomed Eng等国际权威期刊发表论文20余篇，其中IF>10的9篇；3篇入选封面图片；研究成果被Lancet Oncology、J Nucl Med等著名医学期刊引用并高度评价；入选美国核医学与分子影像学会（SNMMI）年会的高亮研究青年科学家奖；获得国家发明专利授权1项
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