Los científicos han encontrado una manera de controlar el tamaño de nanopartículas especiales para optimizar su uso tanto para resonancia magnética como para imágenes de infrarrojo cercano. Su enfoque podría ayudar a los cirujanos a usar las mismas nanopartículas para visualizar los tumores justo antes y luego durante la cirugía utilizando dos técnicas de imagen diferentes. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Ciencia y tecnología de materiales avanzados .

"La resonancia magnética se utiliza habitualmente en el diagnóstico preoperatorio, mientras que los cirujanos han comenzado a utilizar imágenes de fluorescencia del infrarrojo cercano durante los procedimientos quirúrgicos, ", dice el nanobiotecnólogo Kyohei Okubo de la Universidad de Ciencias de Tokio." Nuestras sondas de nanopartículas podrían proporcionar una bimodalidad que resultará clínicamente atractiva para los investigadores y médicos de dispositivos médicos ".

Las nanopartículas cerámicas fabricadas con los metales de las tierras raras iterbio (Yb) y erbio (Er) han demostrado una baja toxicidad y una luminiscencia prolongada en el infrarrojo cercano. se muestra prometedor como agente de contraste en resonancias magnéticas y como agente fluorescente para la obtención de imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano. Se pueden obtener imágenes de vasos sanguíneos y órganos en cuerpos vivos con las dos técnicas de imagen modificando aún más las superficies de las nanopartículas con polímeros a base de polietilenglicol (PEG). Pero para mejorar la resolución de la imagen, Los científicos deben tener más control sobre el tamaño de las nanopartículas durante el proceso de fabricación.

Okubo y sus colegas utilizaron un proceso de fabricación paso a paso que comienza con la mezcla de óxidos de tierras raras en agua y ácido trifluoroacético. La mezcla se calienta para formar un sólido. Luego se disuelve en solución, Se añade ácido oleico y se elimina el gas. Las denominadas nanopartículas cerámicas dopadas con tierras raras se forman cuando esta solución se enfría.

Unos pocos pasos más conducen al recubrimiento de las superficies de las nanopartículas con PEG. Los científicos descubrieron que podían ralentizar la tasa de crecimiento de las nanopartículas aumentando su concentración antes del proceso de recubrimiento. Esto les permitió formar nanopartículas de 15 y 45 nanómetros de diámetro.

El equipo realizó una serie de pruebas para examinar las propiedades de sus nanopartículas. Descubrieron que podrían usarse para obtener imágenes de alta calidad de los vasos sanguíneos en ratones vivos utilizando técnicas de resonancia magnética y de imágenes de fluorescencia en el infrarrojo cercano. Otras pruebas mostraron que las nanopartículas exhibían una toxicidad mínima en las células de fibroblastos de ratón cuando se usaban en concentraciones bajas. También tienen una vida media corta, lo que significa que se eliminarían relativamente rápido del cuerpo, haciéndolos seguros para uso clínico.

A continuación, el equipo tiene como objetivo investigar cómo las diferentes distribuciones de iones paramagnéticos en las nanopartículas afectan sus propiedades magnéticas. También tienen como objetivo estudiar si las modificaciones realizadas a las nanopartículas podrían hacerlas aplicables para su uso en terapias 'fotodinámicas' basadas en la luz para tratar cánceres de piel y acné. por ejemplo.