(PhysOrg.com) -- Lo sviluppo di metodi più sensibili di imaging biomedico che siano efficaci con quantità minime di agenti di contrasto è una sfida importante nella diagnosi precoce e accurata delle malattie.

Una nuova classe di materiali che sembrano promettenti in questa ricerca è stata introdotta nel 2006 dal Prof. Wenbin Lin dell'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill. Da allora, quest'area emergente sta crescendo rapidamente man mano che vengono scoperti nuovi materiali con proprietà migliorate. Wenbin Lin e Joseph Della Rocca presentano i progressi in questo campo nella Microreview pubblicata nel European Journal of Inorganic Chemistry .

La risonanza magnetica per immagini (MRI) è una tecnica non invasiva basata sul rilevamento di riorientamenti dello spin nucleare in un campo magnetico, quale, però, è relativamente insensibile e si basa tipicamente su grandi dosi di agenti di contrasto somministrati per distinguere adeguatamente tra tessuti normali e malati.

Nanoscale Metal-Organic Frameworks (NMOF) sono combinazioni di metalli e molecole organiche su nanoscala che forniscono possibilità illimitate per la progettazione di molecole specifiche per attività. Sono intrinsecamente biodegradabili, e la loro elevata porosità li rende ideali per la consegna mirata di agenti intrappolati. Possono essere specificamente mirati a determinate regioni del corpo. Oltre a una vasta gamma di applicazioni in altri campi, queste proprietà rendono gli NMOF molto adatti anche all'uso in sistemi biologici ed in particolare come mezzi di contrasto più efficaci a dosi più basse. Oltre ai materiali Gd carbossilati, NMOF basati su Fe, mn, e Zn sono stati studiati.

Rivestimenti come silice amorfa, polimeri biocompatibili, e sfere ibride poliossometallato-peptide sono state utilizzate per migliorare la stabilità, disperdibilità, e biocompatibilità degli NMOF. Per di più, alcuni sistemi drogati con lantanidi sono stati studiati come potenziali mezzi di contrasto multimodali.

L'efficacia in vivo e in vitro di questi agenti è stata dimostrata. Per esempio, NMOF di carbossilato di ferro modificati con polimeri biocompatibili sono stati utilizzati per l'imaging del fegato e della milza dei ratti Wistar. rivestito di silice, È stato dimostrato che gli NMOF di Mn mirati al peptide vengono assorbiti selettivamente da una linea cellulare di cancro del colon umano in vitro. Finalmente, un versatile sistema di carbossilato di ferro modificato post-sinteticamente per contenere un fluoroforo o un chemioterapico ha mostrato una forte fluorescenza al rilascio dalla struttura e ha mostrato una citotossicità paragonabile al cisplatino contro le cellule del cancro del colon.