Ученые из Токийского университета смогли разработать специальные наночастицы определенного размера, что позволило использовать их как для МРТ, так и получения изображений в ближнем инфракрасном диапазоне. Такой подход позволит хирургам использовать одни и те же наночастицы для визуализации опухолей непосредственно перед операцией с помощью МРТ, а затем во время операции, для визуализации с помощью другого метода. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science and Technology of Advanced Materials.
Магнитно-резонансная томография обычно используется в предоперационном периоде для диагностики размеров и локализации опухоли . А во время операции хирурги в последнее время используют ближнюю инфракрасную флуоресцентную визуализацию. Созданные учеными методика с использованием наночастиц позволяет обеспечить бимодальность, что является актуальным для клиницистов.
Керамические наночастицы были изготовлены из редкоземельных металлов иттербия (Yb) и эрбия (Er), и было показано, что они имеют низкую токсичность и длительную люминесценцию в ближнем инфракрасном диапазоне, что позволяет их использовать в качестве контрастного вещества при МРТ сканировании и флуоресцентного агента для получения изображений в ближнем инфракрасном диапазоне. Дальнейшая модификация наночастиц позволит получать изображения кровеносных сосудов и органов живых тел с помощью двух методов визуализации. Но для улучшения разрешения изображений, ученым необходимо более точно контролировать размер наночастиц в ходе их изготовления.
Доктор Окубо и его коллеги из Токийского университета в ходе создания наночастиц использовали пошаговый процесс, при котором сначала оксиды редкоземельных элементов смешиваются с водой и трифторуксусной кислотой. Эту смесь нагревали до формирования твердого вещества. Затем растворяли в растворе, добавляли олеиновую кислоту и удаляли газ. При охлаждении раствора формировались керамические наночастицы, с содержанием редкоземельных элементов. В дальнейшем проводилось покрытие наночастиц и, таким образом, ученым удалось создать наночастицы диаметром 15 и 45 нанометров.
Ученые провели тестирование наночастиц и было обнаружено, что они могут быть использованы для получения изображений кровеносных сосудов у животных с высоким разрешением как с помощью МРТ сканирования, так и с использованием флуоресцентной визуализации в ближнем инфракрасном диапазоне. Дальнейшее тестирование показало, что наночастицы оказывают минимальное токсичное воздействие на клетки фибробластов мыши и период полураспада их короткий, что позволяет рассчитывать на их безопасность, так как они быстро выводятся из организма.
Ученые планируют продолжить исследования наночастиц не только в качестве контраста, но ив лечебных целях, например, для «фотодинамической» терапии рака кожи и прыщей.
