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El contraste dramáticamente aumentado de la imagen podía revolucionar diagnósticos y la terapéutica

Un estudio de la Universidad Northwestern muestra que acoplar un agente de resonancia magnética (MRI) del contraste de la proyección de imagen a un nanodiamond da lugar a intensidad dramáticamente aumentada de la señal y así a contraste vivo de la imagen.

“Los resultados son un salto y no pequeño -- es una acción juego-cambiante para la sensibilidad,” dijo a Thomas J. Meade, el profesor de Eileen Foell en la investigación de cáncer en la universidad de Weinberg de artes y las ciencias y la Facultad de Medicina de Feinberg. “Esto es un agente de la proyección de imagen en los esteroides. El complejo es lejos más sensible que cualquier otra cosa yo ha visto.”

Meade llevó el estudio junto con decano Ho, profesor adjunto de la ingeniería biomédica y de la ingeniería industrial en la escuela de McCormick de la ingeniería y de la ciencia aplicada.

Ho ha demostrado ya que los nanodiamonds tienen biocompatibility excelente y se pueden utilizar para el lanzamiento eficiente de la droga. Esta nueva obra pavimenta la manera para el uso clínico de nanodiamonds a ambas entrega la terapéutica y rastrea remotamente la actividad y la situación de las drogas.

El estudio, publicado en línea por las cartas nanas del gorrón, también es el primer parte publicado de los nanodiamonds que son reflejados por tecnología de MRI, al mejor del conocimiento de los investigadores. La capacidad a los nanodiamonds de la imagen in vivo sería útil en estudios biológicos donde está crítica la correspondencia celular a largo plazo del destino, por ejemplo la búsqueda de las células del islote o de las células madres de búsqueda beta.

MRI es una técnica de proyección de imagen médica no invasor que utiliza un agente intravenoso del contraste para producir imágenes detalladas de estructuras internas en la carrocería. MRI es capaz de la penetración profunda del tejido, logra un nivel eficiente de contraste suave del tejido con la alta resolución espacial y tiempo-relacionada, y no requiere la radiación ionizante.

Los agentes del contraste se utilizan en MRI porque alteran el relaxivity (indicador de la eficacia del contraste) y perfeccionan la resolución de imagen. El gadolinio (Gd) es el material más de uso general pues un agente del contraste de MRI, pero su eficacia del contraste puede ser perfeccionado.

Meade, Ho y sus colegas desarrollaron un complejo del nanodiamond del gadolinio (III) - que, en una serie de pruebas, demostró un aumento importante en relaxivity y, a su vez, un aumento del aumento importante en cambio. El complejo del nanodiamond de Gd (III) - demostró aumenta mayor que diez veces de relaxivity -- entre el más alto por Gd (III) valores denunciados hasta la fecha. Esto representa un avance importante en la eficiencia de los agentes del contraste de MRI.

Ho y Meade reflejados una variedad de muestras del nanodiamond, incluyendo los nanodiamonds adornados con diversas concentraciones de Gd (III), nanodiamonds undecorated y agua. La señal intensa del complejo del nanodiamond de Gd (III) - era la más brillante cuando el Gd (III) el nivel era el más alto.

“Nanodiamonds se ha mostrado para ser efectivo en atraer las moléculas de agua a su superficie, que puede aumentar las propiedades del relaxivity del Gd (III) - complejo del nanodiamond,” dijo Ho. “Esto pudo explicar porqué estos complejos son agentes tan brillantes y tales buenos del contraste.”

“Los nanodiamonds son completamente únicos entre nanoparticles,” Meade dijo. “Un nanodiamond es como un buque de carga -- nos da una plataforma no tóxica sobre la cual poner diversos tipos de drogas y de agentes de la proyección de imagen.”

El biocompatibility del complejo del nanodiamond de Gd (III) - subraya su importancia clínica. Además de confirmar la señal perfeccionada producida por el híbrido, los investigadores conducto estudios de toxicidad usando fibroblastos y células HeLa como bancos de pruebas biológicos.

Encontraron poco impacto del complejo del híbrido en viabilidad celular, afirmando el seguro inherente del complejo y colocándolo como nanomaterial clínico importante. (Otros métodos de la proyección de imagen del nanodiamond, tales como agentes fluorescentes del nanodiamond, han limitado la penetración del tejido y son más apropiados para los usos histológicos.)

Nanodiamonds es materiales carbono-basados aproximadamente cuatro a seis nanómetros de diámetro. La cada superficie de los nanodiamond posee a los grupos carboxilos que permiten que una amplia gama de composiciones sea sujetada a ella, no apenas gadolinio (III).

Los investigadores están explorando el uso preclínico del híbrido del agente-nanodiamond del contraste de MRI en diversos modelos animales. Con un aro hacia la optimización de este material híbrido nuevo, también están continuando los estudios de la estructura del complejo del nanodiamond de Gd (III) - para aprender cómo regula relaxivity creciente.

Meade ha promovido el diseño y la síntesis de las composiciones químicas para los usos en la detección del cáncer, la transmisión de señales celular y la regla del gen. Ho ha promovido el revelado de nanodiamonds y ha demostrado su eficiencia como vehículos de lanzamiento de la droga. Ambas son piezas del centro del cáncer de Roberto H. Lurie Comprehensive de la Universidad Northwestern.