Un nido de nanotubos puede ayudar a que las imágenes por resonancia magnética sean mejores que nunca para encontrar evidencia de enfermedad.

Científicos de Rice University y otras instituciones y colegas del Texas Medical Center en Colorado, Italia y Suiza han descubierto una forma de atrapar agentes de contraste dentro de una partícula de silicio que, cuando se inyecta en el torrente sanguíneo de un paciente, los haría hasta 50 veces más efectivos. Los agentes de contraste "iluminan" el tejido dañado en el cuerpo en imágenes producidas por instrumentos de resonancia magnética.

"Mejorar las resonancias magnéticas no es un asunto menor, "dijo Lon Wilson, profesor de química en Rice y uno de los tres coautores principales del artículo de investigación publicado en línea en Nanotecnología de la naturaleza . En 2007, Se realizaron 28 millones de resonancias magnéticas en los Estados Unidos, y se utilizaron agentes de contraste en casi el 45 por ciento de ellos.

"La resonancia magnética es una de las herramientas médicas más poderosas para la obtención de imágenes, si no el mas poderoso, ", dijo." No es invasivo, no es radiación ionizante dañina y la resolución es la mejor que puede obtener en imágenes médicas.

"La sensibilidad, sin embargo, es pobre. Por lo tanto, cualquier cosa que pueda hacer para mejorar el rendimiento y aumentar la sensibilidad es muy importante, y eso es lo que hace ".

Una rebanada de silicio de tamaño nanométrico con forma de disco de hockey sirvió como dispositivo de administración de agentes de contraste en el estudio. Los poros que eran meros nanómetros (mil millonésimas de metro) de largo y ancho se crearon en los discos, llamadas micropartículas de silicio, o SiMP.

Se introdujeron tres tipos de agentes de contraste en los poros. Magnevista, un agente de contraste común utilizado en todo el mundo, fue uno; los otros eran gadofullerenos y gadonanotubos, ambos iniciados por el laboratorio Rice de Wilson. Los tres secuestran químicamente el elemento tóxico gadolinio para que sea seguro para la inyección.

Las resonancias magnéticas funcionan manipulando átomos de hidrógeno en el agua, que interactúan y se alinean con el campo magnético aplicado desde el instrumento. A continuación, se permite que los átomos de hidrógeno vuelvan a su estado magnético original, un proceso llamado relajación. En presencia del ion gadolinio paramagnético, el tiempo de relajación de los átomos se acorta, haciendo que estas regiones sean más brillantes en el contexto de la resonancia magnética.

Los SiMP son pequeños, alrededor de un micrómetro (una millonésima parte de un metro) de ancho, pero cuando atrapan tanto moléculas de agua como haces de nanotubos que contienen gadolinio, los protones aparecen mucho más brillantes en una imagen de RM. Debido a que los SiMP mantienen su forma hasta 24 horas antes de disolverse en ácido silícico inofensivo, se pueden obtener imágenes de las moléculas durante mucho tiempo.

El truco consiste en llevarlos a lugares del cuerpo que los médicos y técnicos quieren ver. Wilson dijo que los SiMP están diseñados para escapar del torrente sanguíneo, donde se filtran y se agregan en los sitios de tumores y lesiones. "Partículas esféricas, al menos en modelos matemáticos, fluyen por el centro de la vasculatura, ", dijo." Estas partículas están diseñadas para pegarse a la pared. Cuando encuentran un área con fugas como un tumor canceroso, pueden salir fácilmente ".

La encapsulación dentro de SiMP mejoró el rendimiento de los tres agentes de contraste, pero los SiMP con gadonanotubos (nanotubos de carbono que contienen haces de iones de gadolinio) mostraron los mejores resultados. "El rendimiento se mejoró más allá de lo que habíamos imaginado, " él dijo.

Las SiMP también se pueden funcionalizar con péptidos que se dirigen al cáncer y otras células. Los SiMP que contienen agentes de contraste y medicamentos podrían potencialmente ser rastreados a medida que se ubican en los sitios de la enfermedad, donde se liberarán medicamentos a medida que se disuelva el silicio.