La risonanza magnetica (MRI) è emersa come uno dei più potenti strumenti di imaging clinico grazie alla sua superba risoluzione spaziale e al contrasto dei tessuti molli, soprattutto quando si utilizzano mezzi di contrasto. Nel European Journal of Inorganic Chemistry , gli scienziati hanno presentato un nuovo tipo di agente di contrasto a nanoparticelle che combina due classi di agenti di contrasto - ossido di ferro e ioni di metalli delle terre rare - in un composto chimico. Queste ortoferriti di terre rare sono state ottenute in un processo sol-gel seguito da autocombustione.

Durante una risonanza magnetica, il paziente viene spinto in un "tubo" in cui è presente un forte campo magnetico. Questo dirige la rotazione nucleare degli atomi di idrogeno nelle molecole d'acqua nei tessuti del paziente. Quando si sovrappone un campo magnetico alternato, "spinge" alcuni degli spin fuori dall'orientamento preferito in modo che "girino" in modo sincrono. Una volta disattivato il campo alternato, gli spin ritornano al loro orientamento preferito e perdono la loro sincronicità. I tempi necessari per questi due processi, indicati come tempi di rilassamento T1 e T2, possono essere osservati separatamente. Questi tempi dipendono dall'ambiente della rotazione, consentendo la differenziazione tra tessuti con proprietà diverse, come i tumori.

Il contrasto tra tessuti normali e malati può essere notevolmente migliorato mediante l'uso di mezzi di contrasto, che influenzano il campo magnetico. I composti paramagnetici dei metalli delle terre rare come il gadolinio (Gd) accorciano i tempi di rilassamento di T1; mentre le nanoparticelle a base di ossido di ferro superparamagnetiche agiscono come agenti di accorciamento del T2. C'è un forte interesse nello sviluppo di nuovi agenti di contrasto basati su nanoparticelle con proprietà di rilassamento bimodale T1-T2 migliorate. Le particelle core-shell e le nanoparticelle di ossido di ferro con cluster di Gd2O3 incorporati sono tali agenti.

Nanoparticelle fatte di ferro e ioni di metalli delle terre rare interconnessi in singoli composti chimici, note come ortoferriti delle terre rare, offrire un'alternativa promettente. Eppure la sintesi delle fasi specifiche dell'ortoferrite è molto impegnativa, poiché possono coesistere fasi indesiderate di diversa composizione. Scienziati delle Università di Aveiro e di Coimbra (Portogallo), e del CNRS, Université Bordeaux (Pessac, Francia) hanno ora sviluppato un nuovo approccio per la preparazione di ortoferriti nanometriche monofasiche LnFeO3 (Ln =europio, terbio, e gadolinio).

Il metodo si basa su un metodo sol-gel / autocombustione:i precursori vengono disciolti in acido nitrico/citrico e questo "sol" viene riscaldato a 200 °C per dare un "gel" secco poroso. Il gel viene trattato con una fiamma fino a quando non si trasforma completamente in polvere sciolta (autocombustione). Viene quindi riscaldato e macinato due volte e infine calcinato a 800 °C. Le polveri sono state caratterizzate come le ortoferriti desiderate, presentando una struttura cristallina di tipo perovskite. È stato scoperto che il loro comportamento magnetico deriva dal contributo di due sottoreticoli magnetici:un reticolo di ossido di ferro antiferromagnetico con gli spin accoppiati tramite un Fe ³⁺ –O ₂ –Fe ³⁺ meccanismo di super scambio, e un contributo paramagnetico da Ln . non accoppiato ³⁺ ioni. Nelle dispersioni acquose, nessuna lisciviazione significativa di Ln ³⁺ ioni è stato osservato. Questo riduce al minimo la loro tossicità. Le cellule Hela coltivate hanno interiorizzato rapidamente le nanoparticelle. Non è stata osservata citotossicità.

Le squadre guidate da Marie-Hélène Delville e Carlos F.G.C. Geraldes si aspetta che queste caratteristiche segnino le loro ortoferriti come agenti di contrasto MRI pesati in T2 potenzialmente utili per ulteriori applicazioni biomediche.