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为解决骨折相关感染（FRI）中细菌感染难以检测和区分的问题，研究人员开展了以细菌靶向正电子发射断层扫描（PET）示踪剂和近红外荧光示踪剂联合应用检测感染性骨固定植入物并指导手术治疗的研究。结果表明该联合成像可实现无创检测和实时感染管理，意义重大。
骨折，在生活中并不罕见，它给患者带来的痛苦不容小觑。而骨折相关感染（Fracture-related infection，FRI）更是雪上加霜，作为一种严重的并发症，它不仅影响患者的康复进程，还会给个人和社会带来沉重的负担。目前，临床上面临着诸多挑战，其中最为棘手的便是细菌生物膜在植入的骨固定装置上的形成。这些生物膜中的细菌仿佛披上了一层 “铠甲”，对人体免疫防御和抗菌治疗都具有极高的抵抗力。
更为麻烦的是，细菌感染与无菌性炎症的区分十分困难，软组织损伤、骨折、手术以及植入的骨固定装置等因素都可能引发无菌性炎症，这使得 FRI 的诊断变得复杂。在手术中，医生也很难分辨感染组织和健康组织，导致手术清创可能不够彻底，患者往往需要多次手术，却效果不佳。
为了攻克这些难题，来自荷兰格罗宁根大学（University of Groningen）等机构的研究人员展开了深入研究。他们将细菌靶向正电子发射断层扫描（PET）示踪剂和近红外荧光示踪剂联合应用，旨在检测感染的骨固定植入物并指导手术治疗，这一研究成果发表在《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》上。
研究人员用到的主要关键技术方法包括：使用人体尸检模型，在尸体的胫骨和股骨上放置覆盖有细菌生物膜的骨固定钢板，并对其进行 PET/CT 和荧光成像（FLI）检测；通过细菌培养在骨固定钢板上形成生物膜；制备并使用基于万古霉素的 PET 示踪剂（[18F]PQ-VE1-vancomycin ）和近红外荧光示踪剂（vancomycin-IRDye800CW ） 。
研究结果如下：
- 非侵入性检测和量化细菌生物膜：使用[18F]PQ-VE1-vancomycin 进行 PET/CT 成像实验，结果显示在手术清创前，该示踪剂能有效定位骨固定钢板上的细菌生物膜，生物膜覆盖侧的示踪剂积累量比非生物膜侧高 2.2（± 0.6）倍；清创后，[18F]PQ-VE1-vancomycin 信号不再被检测到，表明大部分生物膜已被有效去除。
- 术中可视化细菌生物膜清除程度：使用 vancomycin-IRDye800CW 或其与[18F]PQ-VE1-vancomycin 的组合进行 FLI 检测，结果表明生物膜覆盖侧的荧光信号比非生物膜侧高 2.1（± 0.6）倍，且能有效区分感染和未感染区域；清创后，FLI 检测发现大部分生物膜被有效去除，但骨固定钢板下表面和骨界面仍有生物膜残留。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，基于万古霉素的 PET 和荧光示踪剂联合使用，能够对 FRI 中革兰氏阳性细菌感染进行无创和实时成像。非侵入性 PET 成像可有效区分感染和未感染的骨固定钢板，术中荧光成像能指导实时手术清创。然而，该研究的人体尸检模型存在一定局限性，缺乏生物功能和代谢活动，无法模拟血流和免疫反应，未来还需进一步研究示踪剂在患者体内的效果。但总体而言，这一研究为 FRI 的诊断和治疗开辟了新的道路，有望通过精准的细菌靶向诊断和手术技术的进步，提高细菌感染的治疗质量并降低成本。
