Angiografia RM in vivo. a, b Immagini di angiografia MR con contrasto (MRA) dell'intero corpo su un ratto e b coniglio immediatamente dopo l'iniezione in bolo di (i) Gd-DTPA e (ii) ACNC. c Immagini MRA della parte superiore del corpo su cane beagle immediatamente (IM) e 20 secondi dopo l'iniezione in bolo rispettivamente di (i) Gd-DTPA e (ii) ACNC. (C) e (S) rappresentano rispettivamente il piano coronale e il piano sagittale. d Misurazione quantitativa dell'SNR delle ROI in (i) arteria del tronco brachiocefalico, (ii) arteria succlavia sinistra, (iii) arteria carotide comune sinistra, (iv) ramo destro dell'arteria olfattiva del cane beagle e quello in (v) aorta discendente , (vi) arco aortico, (vii) aorta ascendente di coniglio, rispettivamente. Il tempo per la misurazione quantitativa dell'SNR delle ROI era nel periodo "IM" (n = 3 esperimenti indipendenti). I dati mostrano significa ± SD. P è stato calcolato utilizzando il test t di Student a due code (**P < 0,01, ***P < 0,001). Credito:Comunicazioni sulla natura (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32615-3
La risonanza magnetica (MRI) rende visibili le strutture interne del corpo. Tuttavia, prima che gli esseri umani o gli animali vengano inseriti nel "tubo", viene loro iniettato un agente di contrasto per rendere possibile la visibilità in primo luogo.
In un articolo pubblicato su Nature Communications , un gruppo di ricerca tedesco-cinese guidato dal professor Helmut Cölfen, un chimico di Costanza, in Germania, descrive come i cluster di prenucleazione di carbonato di calcio possono essere utilizzati per ottenere un agente di contrasto arricchendoli con ioni gadolinio. Questo mezzo di contrasto può essere prodotto facilmente ed economicamente, non ha proprietà tossiche e consente un contrasto da tre a quattro volte superiore rispetto ai normali agenti di contrasto commerciali.
Cambiamento di paradigma nella teoria dell'origine di tutti i materiali
I cluster di prenucleazione sono stati scoperti diversi anni fa nel gruppo di ricerca di Helmut Cölfen. Ciò ha portato a un cambio di paradigma nella teoria della nucleazione, la teoria della formazione di tutti i materiali solidi e liquidi. Mentre la conoscenza dei libri di testo classici descrive la nucleazione come un passaggio da singoli ioni, atomi o molecole alla mineralizzazione, il gruppo di ricerca di Cölfen ha riconosciuto quattro passaggi.
In questo contesto, i cluster di prenucleazione rappresentano un precursore liquido alla cristallizzazione. Per lo studio in Comunicazioni sulla natura, i ricercatori hanno aggiunto ioni gadolinio ai cluster di prenucleazione del carbonato di calcio. Il gadolinio è un elemento molto pesante che fornisce contrasto nella risonanza magnetica e viene utilizzato anche nei mezzi di contrasto commerciali.
"La ricetta è molto semplice", afferma Helmut Cölfen, professore di chimica fisica. Il cloruro di gadolinio deve essere solo aggiunto alla soluzione di cloruro di calcio e i cluster di prenucleazione stabilizzati con acido poliacrilico. Il risultato è una soluzione acquosa limpida a cui viene aggiunto carbonato di sodio per consentire la formazione dei cluster di prenucleazione del carbonato di calcio/gadolinio.
Contenuto idrico responsabile della risonanza magnetica
Questi ammassi hanno una dimensione di solo un nanometro e mezzo, ovvero un miliardesimo e mezzo di millimetro. Hanno un contenuto d'acqua molto elevato del 20 percento, che è in definitiva responsabile del contrasto nella risonanza magnetica.
L'agente di contrasto dai cluster di prenucleazione fornisce immagini MRI con contrasto da tre a quattro volte superiore rispetto alla stessa quantità di agenti prodotti in commercio. Helmut Cölfen sottolinea un altro vantaggio:"A livello medico si potrebbe usare meno mdc se il contrasto è già sufficiente."
Per lo studio è stato prodotto su una scala di due litri e mezzo. Questa è una grande quantità per la scienza di base, dove il lavoro viene normalmente svolto nell'ordine dei millilitri. "I prodotti chimici utilizzati costano solo pochi euro", afferma Helmut Cölfen. Il nuovo agente di contrasto potrebbe essere utilizzato direttamente per le sperimentazioni cliniche. + Esplora ulteriormente
