Forskare vid universitetet i Basel har utvecklat nanopartiklar som kan fungera som effektiva kontrastmedel för magnetisk resonanstomografi. Denna nya typ av nanopartiklar producerar cirka tio gånger mer kontrast än de faktiska kontrastmedlen och är känsliga för specifika miljöer. Journalen Kemisk kommunikation har publicerat dessa resultat.
Kontrastmedel förbättrar avbildningen av vävnader som erhålls genom magnetisk resonanstomografi (MRT). Även om detektionen av strukturella detaljer i kroppen kan förbättras avsevärt genom att använda kontrastmedel, nuvarande ämnen ger otillräcklig kontrast för att upptäcka de tidiga stadierna av sjukdomar. En annan begränsning är att nuvarande kontrastmedel inte känner av deras biokemiska miljöer. Forskare från Institutionen för kemi vid universitetet i Basel har utvecklat nanopartiklar, som kan fungera som "smarta" kontrastmedel för MRT.
Kontrastmedel är vanligtvis baserade på metallen Gadolinium, som injiceras och tjänar till en förbättrad avbildning av olika organ i en MRT. Gadoliniumjoner bör bindas med en bärarförening för att undvika de fria jonernas toxicitet för människokroppen. Därför, högeffektiva kontrastmedel som kräver lägre gadoliniumkoncentrationer utgör ett viktigt steg för att avancera diagnosen och förbättra patientens hälsoprognos.
Smarta nanopartiklar som kontrastmedel
Forskargrupperna av prof. Cornelia Palivan och prof. Wolfgang Meier från Institutionen för kemi vid universitetet i Basel har introducerat en ny typ av nanopartiklar, som kombinerar flera egenskaper som krävs för kontrastmedel:en ökad MRT-kontrast för lägre koncentration, en potential för lång blodcirkulation och känslighet för olika biokemiska miljöer. Dessa nanopartiklar erhölls genom sammontering av heparinfunktionaliserade polymerer med fångade gadoliniumjoner och stimuli-responsiva peptider.
Studien visar, att nanopartiklarna har kapacitet att förstärka MRT-signalen tio gånger högre än de nuvarande medlen. Dessutom, de har en förbättrad effektivitet i reduktiv miljö, kännetecknande för specifika regioner, såsom cancervävnader. Dessa nanopartiklar uppfyller många nyckelkriterier för vidareutveckling, såsom frånvaro av cellulär toxicitet, ingen uppenbar antikoagulerande egenskap, och hög hyllstabilitet. Konceptet som utvecklats av forskarna vid universitetet i Basel för att producera bättre kontrastmedel baserade på nanopartiklar belyser en ny riktning i designen av MRT-kontrastmedel, och stöder implementeringen av dem för framtida tillämpningar.
