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Spectaculaire le contraste amélioré d'image a pu révolutionner la diagnose et la thérapeutique

Une étude d'Université Northwestern prouve qu'accoupler un agent (MRI) de contraste d'imagerie par résonance magnétique à un nanodiamond a comme conséquence l'intensité spectaculaire améliorée de signe et ainsi le contraste vif d'image.

« Les résultats sont un saut et pas petit -- c'est un événement jeu-changeant pour la sensibilité, » a dit Thomas J. Meade, professeur d'Eileen Foell dans la cancérologie dans l'université de Weinberg des arts et les sciences et l'École de Médecine de Feinberg. « C'est un agent de représentation sur des stéroïdes. Le composé est bien plus sensible que toute autre chose j'ont vu. »

Meade a abouti l'étude avec doyen Ho, professeur adjoint de génie biomédical et d'industrie mécanique dans l'école de McCormick du bureau d'études et de la science appliquée.

Ho a déjà expliqué que les nanodiamonds ont l'excellent biocompatibility et peuvent être employés pour la distribution efficace de médicament. Ces travaux récents préparent le terrain pour l'utilisation clinique des nanodiamonds à les deux fournissent la thérapeutique et suivent à distance l'activité et l'emplacement des médicaments.

L'étude, publiée en ligne par les lettres nanoes de tourillon, est également le premier état publié des nanodiamonds étant imagés par technologie d'IRM, au meilleur de la connaissance des chercheurs. La capacité aux nanodiamonds d'image in vivo serait utile dans des études biologiques où le mappage cellulaire à long terme de destin est critique, comme suivre de bêtas cellules d'îlot ou suivre des cellules souche.

L'IRM est une technique d'imagerie médicale non envahissante qui emploie un agent intraveineux de contraste pour produire des images détaillées des structures internes dans le fuselage. L'IRM est capable de la pénétration profonde de tissu, réalise un niveau efficace de contraste doux de tissu avec la définition spatiale et relative au temps élevée, et n'exige pas le rayonnement ionisant.

Des agents de contraste sont employés dans l'IRM parce qu'ils modifient le relaxivity (indicateur d'efficacité de contraste) et améliorent la définition d'image. Le gadolinium (Gd) est le matériau le plus utilisé généralement comme agent de contraste d'IRM, mais son efficacité de contraste peut être améliorée.

Meade, Ho et leurs collègues ont développé un composé de nanodiamond de gadolinium (III) - qui, dans une série de tests, a expliqué une augmentation significative dans le relaxivity et, consécutivement, une amélioration d'augmentation significative en revanche. Le composé de nanodiamond de Gd (III) - a expliqué augmentent plus grand que 10 fois dans le relaxivity -- parmi le plus élevé selon Gd (III) évalue rapporté jusqu'à présent. Ceci représente une avance importante dans le rendement des agents de contraste d'IRM.

Ho et Meade imagés un grand choix d'échantillons de nanodiamond, y compris des nanodiamonds décorés des concentrations variées de Gd (III), nanodiamonds undecorated et eau. Le signe fort du composé de nanodiamond de Gd (III) - était le plus lumineux quand le Gd (III) le niveau était le plus élevé.

« Nanodiamonds se sont avérés efficace en attirant des molécules d'eau à leur surface, qui peut améliorer les propriétés de relaxivity du Gd (III) - composé de nanodiamond, » a dit Ho. « Ceci pourrait expliquer pourquoi ces composés sont agents tellement lumineux et tels bons de contraste. »

« Les nanodiamonds sont tout à fait seuls parmi des nanoparticles, » Meade a dit. « Un nanodiamond est comme un cargo -- il nous donne une plate-forme non-toxique sur laquelle pour mettre différents types des médicaments et d'agents de représentation. »

Le biocompatibility du composé de nanodiamond de Gd (III) - souligne sa pertinence clinique. En plus de confirmer le signe amélioré produit par l'hybride, les chercheurs ont entrepris des études de toxicité utilisant des fibroblastes et des cellules hela en tant que bancs d'essai biologiques.

Ils ont trouvé peu de choc du composé d'hybride sur la viabilité cellulaire, affirmant la sécurité inhérente du composé et la positionnant comme nanomaterial cliniquement significatif. (D'autres techniques d'imagerie de nanodiamond, telles que les agents fluorescents de nanodiamond, ont limité la pénétration de tissu et sont plus appropriés pour des applications histologiques.)

Nanodiamonds sont des nanomètres basés sur carbone des matériaux approximativement quatre à six de diamètre. Chaque surface des nanodiamond possède les groupes carboxyliques qui permettent à un large spectre des composés d'être fixé à elle, pas simplement le gadolinium (III).

Les chercheurs explorent l'application préclinique de l'hybride d'agent-nanodiamond de contraste d'IRM dans modèles animaux variés. Avec un oeil vers optimiser ce matériau hybride nouveau, ils également continuent des études de la structure du composé de nanodiamond de Gd (III) - pour apprendre comment il régit le relaxivity accru.

Meade a frayé un chemin le modèle et la synthèse des composés chimiques pour des applications dans le dépistage du cancer, la signalisation cellulaire et le règlement de gène. Ho a frayé un chemin le développement des nanodiamonds et a expliqué leur rendement en tant que véhicules de distribution de médicament. Les deux sont des membres du centre de lutte contre le cancer de Robert H. Lurie Comprehensive de l'Université Northwestern.