Una receta simple para contrastes de resonancia magnética hasta cuatro veces más altos

Angiografía por RM in vivo. a, b Imágenes de angiografía por RM (ARM) mejoradas con contraste de todo el cuerpo en una rata yb conejo inmediatamente después de la inyección en bolo de (i) Gd-DTPA y (ii) ACNC. c Imágenes de MRA de la parte superior del cuerpo en un perro beagle inmediatamente (IM) y 20 segundos después de la inyección en bolo de (i) Gd-DTPA y (ii) ACNC, respectivamente. (C) y (S) representan el plano coronal y el plano sagital respectivamente. d Medición cuantitativa de SNR de ROI en (i) arteria del tronco braquiocefálico, (ii) arteria subclavia izquierda, (iii) arteria carótida común izquierda, (iv) rama derecha de la arteria olfatoria del perro beagle, y eso en (v) aorta descendente , (vi) arco aórtico, (vii) aorta ascendente de conejo, respectivamente. El tiempo para la medición cuantitativa de SNR de ROI fue en el período "IM" (n = 3 experimentos independientes). Los datos muestran medias ± SD. P se calculó utilizando la prueba t de Student de dos colas (**P < 0.01, ***P < 0.001). Crédito:Comunicaciones de la naturaleza (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32615-3

La resonancia magnética nuclear (RMN) hace visibles las estructuras internas del cuerpo. Sin embargo, antes de poner a los humanos o animales en el "tubo", se les inyecta un agente de contraste para hacer posible la visibilidad en primer lugar.

En un artículo publicado en Nature Communications , un equipo de investigación germano-chino dirigido por el profesor Helmut Cölfen, químico de Konstanz, Alemania, describe cómo se pueden usar grupos de prenucleación de carbonato de calcio para obtener un agente de contraste enriqueciéndolos con iones de gadolinio. Este agente de contraste se puede producir de manera fácil y económica, no tiene propiedades tóxicas y permite un contraste de tres a cuatro veces mayor que los agentes de contraste comerciales habituales.

Cambio de paradigma en la teoría del origen de todos los materiales

Los grupos de prenucleación fueron descubiertos hace varios años en el grupo de investigación de Helmut Cölfen. Esto condujo a un cambio de paradigma en la teoría de la nucleación, la teoría de la formación de todos los materiales sólidos y líquidos. Mientras que el conocimiento clásico de los libros de texto describe la nucleación como un paso desde los iones, átomos o moléculas individuales hasta la mineralización, el grupo de investigación de Cölfen reconoció cuatro pasos.

En este contexto, los grupos de prenucleación representan un líquido precursor de la cristalización. Para el estudio en Nature Communications, los investigadores agregaron iones de gadolinio a los grupos de prenucleación de carbonato de calcio. El gadolinio es un elemento muy pesado que proporciona contraste en imágenes de resonancia magnética y también se utiliza en medios de contraste comerciales.

“La receta es muy simple”, dice Helmut Cölfen, profesor de química física. Solo es necesario agregar cloruro de gadolinio a la solución de cloruro de calcio y estabilizar los grupos de prenucleación con ácido poliacrílico. El resultado es una solución clara acuosa a la que se le agrega carbonato de sodio para permitir que se formen grupos de prenucleación de carbonato de calcio/gadolinio.

Contenido de agua responsable de la resonancia magnética

Estos cúmulos tienen un tamaño de solo un nanómetro y medio, es decir, una billonésima parte y media de un milímetro. Tienen un contenido de agua muy alto del 20 por ciento, que es en última instancia responsable del contraste en las imágenes de resonancia magnética.

El agente de contraste de los grupos de prenucleación proporciona imágenes de resonancia magnética de tres a cuatro veces más contraste en comparación con la misma cantidad de agentes producidos comercialmente. Helmut Cölfen señala otra ventaja:"Médicamente, podría usar menos agente de contraste si el contraste ya es suficiente".

Para el estudio, se produjo en una escala de dos litros y medio. Esa es una gran cantidad para la ciencia básica, donde el trabajo normalmente se lleva a cabo en el rango de mililitros. "Los productos químicos utilizados solo cuestan unos pocos euros", dice Helmut Cölfen. El nuevo agente de contraste podría usarse directamente para ensayos clínicos. + Explora más