La resonancia magnética (MRI) se ha convertido en una de las herramientas de imágenes clínicas más poderosas debido a su excelente resolución espacial y contraste de tejidos blandos. especialmente cuando se utilizan agentes de contraste. En el Revista europea de química inorgánica , Los científicos han presentado un nuevo tipo de agente de contraste de nanopartículas que combina dos clases de agentes de contraste, óxido de hierro e iones de metales de tierras raras, en un compuesto químico. Estas ortoferritas de tierras raras se obtuvieron en un proceso sol-gel seguido de autocombustión.

Durante una resonancia magnética, el paciente es empujado a un "tubo" en el que hay un fuerte campo magnético. Esto dirige el giro nuclear de los átomos de hidrógeno en las moléculas de agua en los tejidos del paciente. Cuando se superpone un campo magnético alterno, "empuja" algunos de los giros fuera de la orientación preferida para que "giren" sincrónicamente. Una vez que se apaga el campo alterno, los giros vuelven a su orientación preferida y pierden su sincronicidad. El tiempo necesario para estos dos procesos, denominados tiempos de relajación T1 y T2, se puede observar por separado. Estos tiempos dependen del entorno del giro, permitiendo la diferenciación entre tejidos con diferentes propiedades, como tumores.

El contraste entre los tejidos normales y enfermos se puede mejorar drásticamente mediante el uso de agentes de contraste, que influyen en el campo magnético. Los compuestos paramagnéticos de metales de tierras raras como el gadolinio (Gd) acortan los tiempos de relajación T1; mientras que las nanopartículas superparamagnéticas basadas en óxido de hierro actúan como agentes de acortamiento de T2. Existe un gran interés en desarrollar nuevos agentes de contraste basados ​​en nanopartículas con propiedades mejoradas de relajación bimodal T1-T2. Las partículas de núcleo-capa y las nanopartículas de óxido de hierro con grupos de Gd2O3 incrustados son tales agentes.

Nanopartículas hechas de hierro y iones de metales de tierras raras interconectados en compuestos químicos individuales, conocidas como ortoferritas de tierras raras, ofrecen una alternativa prometedora. Sin embargo, la síntesis de las fases específicas de la orthoferrita es muy desafiante, ya que pueden coexistir fases no deseadas con diferentes composiciones. Científicos de las Universidades de Aveiro y Coimbra (Portugal), y del CNRS, Universidad de Burdeos (Pessac, Francia) han desarrollado ahora un nuevo enfoque para preparar ortoferritas nanofásicas de tamaño nanométrico LnFeO3 (Ln =europio, terbio, y gadolinio).

El método se basa en un método de sol-gel / autocombustión:los precursores se disuelven en ácido nítrico / cítrico y este "sol" se calienta a 200 ° C para dar un "gel" seco poroso. El gel se trata con una llama hasta que se quema por completo y se convierte en un polvo suelto (autocombustión). Luego se calienta y muele dos veces y finalmente se calcina a 800 ° C. Los polvos se caracterizaron como las ortoferritas deseadas, exhibiendo una estructura cristalina de tipo perovskita. Se encontró que su comportamiento magnético era el resultado de la contribución de dos sub-redes magnéticas:una red de óxido de hierro antiferromagnético con los espines acoplados a través de un Fe ³⁺ –O ₂ –Fe ³⁺ súper mecanismo de intercambio, y una contribución paramagnética de Ln no acoplado ³⁺ iones. En dispersiones acuosas, sin lixiviación significativa de Ln ³⁺ Se observaron iones. Esto minimiza su toxicidad. Las células Hela cultivadas internalizaron las nanopartículas rápidamente. No se observó citotoxicidad.

Los equipos dirigidos por Marie-Hélène Delville y Carlos F.G.C. Geraldes espera que estas características marquen sus ortoferritas como agentes de contraste de resonancia magnética ponderada en T2 potencialmente útiles para otras aplicaciones biomédicas.