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O contraste dramàtica aumentado da imagem podia revolucionar diagnósticos e terapêutica

Um estudo da Universidade Northwestern mostra que acoplar um agente (MRI) do contraste da ressonância magnética a um nanodiamond conduz à intensidade dramàtica aumentada do sinal e assim ao contraste vívido da imagem.

“Os resultados são um pulo e não pequeno -- é um evento jogo-em mudança para a sensibilidade,” disse Thomas J. Meade, professor de Eileen Foell na investigação do cancro na faculdade de Weinberg das artes e as ciências e a Faculdade de Medicina de Feinberg. “Este é um agente da imagem lactente em esteróides. O complexo é distante mais sensível do que qualquer outra coisa mim viram.”

Meade conduziu o estudo junto com o decano Ho, professor adjunto da engenharia biomedicável e da engenharia mecânica na escola de McCormick da engenharia e de ciência aplicada.

Ho tem demonstrado já que os nanodiamonds têm o biocompatibility excelente e podem ser usados para a entrega eficiente da droga. Esta nova obra pavimenta a maneira para o uso clínico dos nanodiamonds a ambos entrega a terapêutica e segue remotamente a actividade e o lugar das drogas.

O estudo, publicado em linha pelas letras Nano do jornal, igualmente é o primeiro relatório publicado dos nanodiamonds que são imaged pela tecnologia de MRI, ao melhor do conhecimento dos pesquisadores. A capacidade aos nanodiamonds da imagem in vivo seria útil nos estudos biológicos onde o traço celular a longo prazo do destino é crítico, como o seguimento de beta pilhas da ilhota ou células estaminais de seguimento.

MRI é uma técnica de imagem lactente médica não invasora que use um agente intravenoso do contraste para produzir imagens detalhadas de estruturas internas no corpo. MRI é capaz da penetração profunda do tecido, consegue um nível eficiente de contraste macio do tecido com definição espacial e tempo-relacionada alta, e não exige a radiação ionizante.

Os agentes do contraste são usados em MRI porque alteram o relaxivity (indicador da eficácia do contraste) e melhoram a definição de imagem. O gadolínio (Gd) é o material o mais de uso geral porque um agente do contraste de MRI, mas sua eficácia do contraste pode ser melhorado.

Meade, Ho e seus colegas desenvolveram um complexo do nanodiamond do gadolínio (III) - que, em uma série de testes, demonstrasse um aumento significativo no relaxivity e, por sua vez, em um realce do aumento significativo ao contrário. O complexo do nanodiamond de Gd (III) - demonstrou aumenta maior do que 10 vezes no relaxivity -- entre o mais alto por valores de Gd (III) relatou até agora. Isto representa um avanço importante na eficiência de agentes do contraste de MRI.

Ho e Meade imaged uma variedade de amostras do nanodiamond, incluindo os nanodiamonds decorados com várias concentrações de Gd (III), nanodiamonds e a água undecorated. O sinal intenso do complexo do nanodiamond de Gd (III) - era o mais brilhante quando o nível de Gd (III) era o mais alto.

“Nanodiamonds foi mostrado para ser eficaz em atrair moléculas de água a sua superfície, que pode aumentar as propriedades do relaxivity do Gd (III) - complexo do nanodiamond,” disse Ho. “Isto pôde explicar porque estes complexos são agentes tão brilhantes e tais bons do contraste.”

“Os nanodiamonds são totalmente originais entre nanoparticles,” Meade disse. “Um nanodiamond é como um navio de carga -- dá-nos uma plataforma nontoxic em cima de que para pôr tipos diferentes de drogas e de agentes da imagem lactente.”

O biocompatibility dos relevos complexos do nanodiamond de Gd (III) - sua importância clínica. Além do que a confirmação do sinal melhorado produzido pelo híbrido, os pesquisadores conduziram estudos de toxicidade usando fibroblasto e pilhas HeLa como testbeds biológicos.

Encontraram pouco impacto do complexo do híbrido na viabilidade celular, afirmando a segurança inerente do complexo e posicionando a como um nanomaterial clìnica significativo. (Outros métodos da imagem lactente do nanodiamond, tais como agentes fluorescentes do nanodiamond, limitaram a penetração do tecido e são mais apropriados para aplicações histológicas.)

Nanodiamonds é materiais carbono-baseados aproximadamente quatro a seis nanômetros no diâmetro. Cada superfície dos nanodiamond possui os grupos carboxyl que permitem que um espectro largo dos compostos lhe seja anexado, não apenas gadolínio (III).

Os pesquisadores estão explorando a aplicação pré-clínica do híbrido do agente-nanodiamond do contraste de MRI em vários modelos animais. Com um olho para o aperfeiçoamento deste material híbrido novo, igualmente estão continuando estudos da estrutura do complexo do nanodiamond de Gd (III) - a aprender como governa o relaxivity aumentado.

Meade abriu caminho o projecto e a síntese de compostos químicos para aplicações na detecção do cancro, na sinalização celular e no regulamento do gene. Ho abriu caminho a revelação dos nanodiamonds e demonstrou sua eficiência como veículos de entrega da droga. Ambos são membros do centro do cancro de Robert H. Lurie Detalhado da Universidade Northwestern.