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Applicazioni di rappresentazione della particella (MPI) magnetica nella medicina

La rappresentazione della particella magnetica (MPI) rappresenta un metodo tomografico della rappresentazione che è usato per determinare la distribuzione spaziale di materiale magnetico iniettata nella circolazione sanguigna. le nanoparticelle superparamagnetiche basate l'Ferro-ossido sono usate come materiale adatto ai fini di questa tecnica di rappresentazione abbastanza novella.

Il concetto di MPI è stato concepito nel 2001 dal Dott. Bernhard Gleich ai laboratori di ricerca di Philip in Germania. Questo metodo trar vantaggio dalla risposta superparamagnetica di nanoparticelle dell'ossido di ferro ad un campo magnetico d'oscillazione, per determinare la loro concentrazione locale e distribuzione spaziale.

MPI rappresenta la prima applicazione medica dove le nanoparticelle non sono veicoli soltanto complementari di contrasto (come nell'imaging a risonanza magnetica), ma la singola sorgente del segnale e, pertanto, di solo componente visualizzato. Di conseguenza le nanoparticelle dell'ferro-ossido si riferiscono a solitamente come elementi traccianti e non contrappongono gli agenti.

Le capacità quali risoluzione spaziale e temporale molto alta, nessun'esigenza di radiazione ionizzante e la creazione delle immagini tridimensionali con un grande contrasto colloca MPI oltre ad altre modalità della rappresentazione che già sono stabilite nella medicina. Ciò predispone MPI per una miriade delle applicazioni mediche differenti, quali le procedure interventional e diagnostiche cardiovascolari come pure la cella che tiene la carreggiata e che contrassegna.

Rappresentazione vascolare

La rappresentazione vascolare corrente è eseguita dai raggi x e dall'angiografia digitale di sottrazione, o dall'angiografia di risonanza del magnete e di tomografia computerizzata. I due posteriori sono ancora il sistema monetario aureo per gli scopi diagnostici, mentre l'angiografia digitale di sottrazione è considerata il metodo di scelta per gli scopi interventional.

Tuttavia, tutti i metodi suddetti caricano egualmente i medici ed i pazienti con una quantità sostanziale di radiazione ionizzante. Quello è dove MPI entra in gioco come opzione interessante e realizzabile per gli scopi diagnostici; ulteriormente, i beni veloci della rappresentazione 3D combinati con gli strumenti specialmente rivestiti possono essere impiegati per gli interventi guida immagine.

La società Bruker del creatore dello strumento offre gli scanner preclinici di alta qualità di MPI, che danno le immagini 3D ad intervalli di millisecondo. Può eseguire la rappresentazione di fino a 46 volumi al secondo, che permette alla rappresentazione in tempo reale delle attività biologiche ad una risoluzione spaziale uguale (o più alta) rispetto a tomografia a emissione di positroni.

Rappresentazione cellulare e mirata a

L'affinità delle nanoparticelle superparamagnetiche basate l'ferro-ossido verso le celle del sistema reticoloendoteliale è stata impiegata per la rappresentazione di infiammazione (per esempio, nell'artrite o per le placche aterosclerotiche). L'applicazione di MPI è stata estendere alla rappresentazione del tumore pure, dove l'effetto migliorato di detenzione e di permeabilità delle imbarcazioni del tumore è stato sfruttato.

le nanoparticelle dell'Ferro-ossido possono anche essere modificate dai vari rivestimenti, particolarmente aggiungendo i leganti (cioè peptidi, anticorpi o polisaccaridi) per l'ottimizzazione attiva. Altro un approccio possibile è di contrassegnare le celle sicure con queste nanoparticelle ex vivo e poi riflette la loro migrazione in vivo.

La maggior parte di questi scenari ancora devono essere valutati nell'organismo umano, ma un grande punto nella giusta direzione è stato fatto tramite lo sviluppo del sistema commerciale di MPI per i piccoli animali da Bruker. la distribuzione 3D delle nanoparticelle amministrate dell'ossido di ferro facendo uso di un segnale di 25 chilocicli può essere registrata uniformemente da tutta la profondità all'interno dell'animale, che permette all'alta flessibilità nella scelta dei centri di interesse.

Sorgenti

  1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4411024/
  2. http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-642-04199-0_2
  3. https://gehrcke.de/files/stud/gehrcke_MScThesis_magnetic_particle_imaging.pdf
  4. https://www.bruker.com/products/preclinical-imaging/magnetic-particle-imaging-mpi/overview.html
  5. Weizenecker J, Gleich B, Rahmer J, Borgert J. Particle Dynamics delle particelle del Mono-dominio nella rappresentazione della particella magnetica. In: Buzug T, Borgert J, Knopp T, Biederer S, Sattel TE, Erbe m., Lüdtke-Buzug K, editori. Nanoparticelle magnetiche: Scienza della particella, tecnologia dell'immagine ed applicazioni cliniche: Atti del primo workshop internazionale su rappresentazione della particella magnetica. PTE di pubblicazione scientifica di Co. del mondo. Srl, 2010; pp. 3-16.

Last Updated: Jun 25, 2019

Dr. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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