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Il contrasto drammaticamente migliorato di immagine ha potuto rivoluzionare i sistemi diagnostici e la terapeutica

Uno studio di Northwestern University indica che coppia un agente (MRI) di contrasto di imaging a risonanza magnetica ad un nanodiamond provoca l'intensità drammaticamente migliorata del segnale e così il contrasto vivo di immagine.

“I risultati sono un salto e non piccolo -- è un evento cacciagione-cambiante per la sensibilità,„ ha detto Thomas J. Meade, il professore di Eileen Foell nella ricerca sul cancro nell'istituto universitario di Weinberg delle arti e scienze e la scuola di medicina di Feinberg. “Questo è un agente della rappresentazione sugli steroidi. Il complesso è molto più sensibile di niente altro io hanno veduto.„

Meade piombo lo studio con decano Ho, assistente universitario di assistenza tecnica biomedica e dell'ingegneria meccanica nel banco di McCormick di assistenza tecnica e di scienza applicata.

Uff già ha dimostrato che i nanodiamonds hanno biocompatibilità eccellente e possono essere usati per la consegna efficiente della droga. Questo lavoro recente apre la strada per l'uso clinico dei nanodiamonds ad entrambi consegna la terapeutica ed a distanza tiene la carreggiata l'attività e la posizione delle droghe.

Lo studio, pubblicato online dalle lettere nane del giornale, egualmente è il primo rapporto pubblicato dei nanodiamonds che sono imaged dalla tecnologia di MRI, al meglio della conoscenza dei ricercatori. L'abilità ai nanodiamonds di immagine in vivo sarebbe utile negli studi biologici dove la mappatura cellulare a lungo termine di destino è critica, come tenere la carreggiata le beta celle dell'isolotto o le cellule staminali tenenti la carreggiata.

MRI è una tecnica di imaging biomedico non invadente che usa un agente endovenoso di contrasto per produrre le immagini dettagliate delle strutture interne nell'organismo. MRI è capace dell'infiltrazione profonda del tessuto, raggiunge un livello efficiente di contrasto del tessuto molle con alta risoluzione spaziale e relativa al tempo e non richiede la radiazione ionizzante.

Gli agenti di contrasto sono utilizzati in MRI perché alterano il relaxivity (indicatore di efficacia di contrasto) e migliorano la risoluzione di immagine. Il gadolinio (Gd) è il materiale più comunemente usato poichè un agente di contrasto di MRI, ma la sua efficacia di contrasto può essere migliorata.

Meade, uff ed i loro colleghi hanno sviluppato un complesso del nanodiamond del gadolinio (III) - che, in una serie delle prove, ha dimostrato un importante crescita in relaxivity e, a sua volta, in un potenziamento di importante crescita al contrario. Il complesso del nanodiamond di Gd (III) - ha dimostrato più maggior 10 volte aumenta di relaxivity -- fra il più alto per Gd (III) valori riferiti fin qui. Ciò rappresenta un avanzamento importante nel risparmio di temi degli agenti di contrasto di MRI.

Uff e Meade imaged vari campioni del nanodiamond, compreso i nanodiamonds decorati con le varie concentrazioni di Gd (III), nanodiamonds undecorated ed acqua. Il segnale intenso del complesso del nanodiamond di Gd (III) - era più luminoso quando il Gd (III) il livello elevato era.

“Nanodiamonds è stato indicato per essere efficace nell'attrazione delle molecole di acqua verso la loro superficie, che può migliorare i beni di relaxivity del Gd (III) - complesso del nanodiamond,„ ha detto uff. “Questo potrebbe spiegare perché questi complessi sono agenti così luminosi e tali buoni di contrasto.„

“I nanodiamonds sono assolutamente unici fra le nanoparticelle,„ Meade ha detto. “Un nanodiamond è come una nave da carico -- ci dà una piattaforma non tossica sopra cui mettere i tipi differenti di droghe e di agenti di rappresentazione.„

La biocompatibilità del complesso del nanodiamond di Gd (III) - sottolinea la sua pertinenza clinica. Oltre a confermare il segnale migliore prodotto dall'ibrido, i ricercatori hanno condotto gli studi sulla tossicità facendo uso dei fibroblasti e delle celle HeLa come banchi di prova biologici.

Hanno trovato poco impatto del complesso dell'ibrido su attuabilità cellulare, affermante la sicurezza inerente del complesso e posizionante la come nanomaterial clinicamente significativo. (Altri metodi della rappresentazione del nanodiamond, quali gli agenti fluorescenti del nanodiamond, hanno limitato l'infiltrazione del tessuto e sono più appropriati per le applicazioni istologiche.)

Nanodiamonds è a nanometri basati a carbonio dei materiali circa quattro - sei di diametro. Ogni superficie dei nanodiamond possiede i gruppi carbossilici che permettono che un'ampia gamma di composti sia fissata a, non appena il gadolinio (III).

I ricercatori stanno esplorando l'applicazione preclinica dell'ibrido dell'agente-nanodiamond di contrasto di MRI in vari modelli animali. Con un occhio verso l'ottimizzazione del questo materiale ibrido novello, egualmente stanno continuando gli studi sulla struttura del complesso del nanodiamond di Gd (III) - per imparare come governa il relaxivity aumentato.

Meade ha aperto la strada alla progettazione ed alla sintesi dei composti chimici per le applicazioni nella rilevazione del cancro, nella segnalazione cellulare e nel regolamento del gene. Uff ha aperto la strada allo sviluppo dei nanodiamonds ed ha dimostrato il loro risparmio di temi come vettori della droga. Entrambi sono membri del centro del Cancro di Robert H. Lurie Comprehensive della Northwestern University.