高分辨率3D微血管成像的更安全的MRI对比剂

高分辨率3D微血管成像的更安全的MRI对比剂
图1.高分辨率3D MRI脑血管图(A)使用SAIO高分辨率3D MRI脑血管图。可以看到大鼠脑中的各种血管。除了临床上重要的脑血管外,包括大脑前动脉,大脑中动脉,后大脑动脉,还可以清楚地看到直径约为100微米的细胞结构。(b)使用Dotarem(基于Gadolinium的对比剂)的3D MRI脑血管图。分辨率低,微血管不可见。(c)对于3D重建,在注射SAIO后获得了大鼠心脏的多个MRI图像。大鼠冠状动脉(180微米)比人冠状动脉薄10倍。冠状动脉为心肌提供血液,这种动脉的阻塞或狭窄会导致心肌梗塞或心绞痛,但是由于当前MRI对比剂的分辨率有限,因此不可能使这些动脉可视化。信用:基础科学研究所

科学家发现了高分辨率3D微血管成像的更安全的MRI对比剂。新的对比代理比传统的基于Gadolinium的产品有了极大的改进。

心脏病发作和中风分别是发达国家的第一和第二主要死亡原因。由于该疾病通常导致猝死,几乎没有特殊的预后症状,因此早期诊断非常重要。为此,诸如磁共振成像(MRI)之类的成像技术被广泛用于识别血管的狭窄或阻塞。

在MRI中,代理提高了结构的可见性,例如体内较小的血管。就像卫星或全球定位系统(GPS)提供交通拥堵信息一样,MRI对比剂可以提供血管疾病(例如血管阻塞和狭窄)的准确信息。常用的产品是基于Gadolinium的对比剂。游离gadolinium离子具有较高的毒性,因此必须以螯合形式给药。但是,即使到那时,对于肾功能不佳的患者,肾病性全身性纤维化也存在一些健康风险。已经尝试使用基于顺磁铁的纳米颗粒作为对比剂,但是必须改善其肾脏清除率,以防止肝脏和其他器官中的不良积累。

高分辨率3D微血管成像的更安全的MRI对比剂
图2. SAIO对比剂(A)SAIO由碳水化合物和铁组成,这使其具有很高的生物相容性。3 nm碳水化合物涂有铁,使其总尺寸为5 nm。(b)SAIO和当前对比剂之间的性能比较。与当前的对比剂相比,SAIO的MRI信号高2.5倍,对比度的持续时间长5倍。(c)与当前的对比剂相比,SAIO将分辨率提高了10倍,从而可以清晰地可视化直径至100微米的物体。信用:基础科学研究所

由纳米医学中心(CNM)主任Cheon Jinwoo教授,韩国首尔大学,韩国首尔和Yonse大学医学院的Choi Byoung Wook教授领导的合作研究团队。- 3D血管映射的绩效MRI对比剂。研究人员开发了一种基于纳米颗粒的MRI对比剂,称为SAIO(超分子无定形的氧化铁)。粒子的大小为5纳米,比微血管直径小约1,500倍。这使其可以在体内的血管上循环。

SAIO是一种特殊的纳米颗粒,由多糖核心组成,主要由与其他分子交联的葡聚糖制成。然后将该芯与氧化铁表面涂覆,以在室温下赋予其顺磁性。Saios的杂种性质既可以使它们出色的生物相容性和成像性能。研究人员比较了SAIO对Dotarem(基于gadolinium的药物)和氧化铁纳米颗粒的对比性能,保留和肾清除率。

SAIO是最高的分辨率成像剂之一,它是使用电流对比剂产生的图像的精确性10倍。它达到了3D脑血管映射,可以清楚地识别动物实验中像头发一样薄(100微米)的脑微血管。此外,与Dotarem(<2分钟)相比,增强功能的持续更长(> 10分钟),这使放射科医生有足够的时间进行成像程序。SAIO的这些出色特性使研究人员能够观察到心脏血管,而当前MRI对比剂几乎看不见。

高分辨率3D微血管成像的更安全的MRI对比剂
图3. SAIO SAIO的SAIO(a)肾脏过滤示意图的排泄。从肾脏过滤的Saio通过输尿管收集在膀胱中,并排出尿液。(b)MRI图像显示肾脏通过输尿管向膀胱的尿量输出。(c)注射SAIO之前和之后大鼠膀胱MRI图像。观察到膀胱中的渐进saio收集。收集在膀胱中的SAIO被排出尿液中。信用:基础科学研究所

除了具有高分辨率外,通过尿液排泄对比剂对于避免其在体内的积累尤为重要,这可能会导致各种副作用。Saio具有出色的肾脏清除率,而没有在肝脏或脾脏中积累。还发现Saio在没有聚集的情况下稳定,也没有铁浸出长达一年。

导演Cheon说:“ Saio是下一代对比代理,同时满足高分辨率和安全性”,Choi教授说:“预计Saio将在提高诊断大脑血管血管腔的准确性中发挥至关重要的作用疾病,例如中风,心肌梗塞,心绞痛和痴呆症。”


进一步探索

对大动物测试的新MRI对比剂

更多信息:Tae-hyun Shin等。高分辨率T1 MRI通过带有氧化铁壳的肾脏可清除右旋纳米颗粒,自然生物医学工程(2021)。doi:10.1038/s41551-021-00687-Z
期刊信息: 自然生物医学工程

引用:高分辨率3D微血管成像(2021年3月10日)的更安全的MRI对比剂,于2022年6月17日从//www.pyrotek-europe.com/news/news/2021-03-safer-mri-contrast-agent-agent-high-anewigh-high-high-listolution检索。html
本文件受版权保护。除了出于私人研究或研究目的的任何公平交易之外,未经书面许可,不得复制任何部分。内容仅供参考。
47分享

对编辑的反馈