En simpel opskrift på MR-kontraster er op til fire gange højere

Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) gør indre kropsstrukturer synlige. Men før mennesker eller dyr sættes i "røret", injiceres de med et kontrastmiddel for at gøre synlighed mulig i første omgang.

I et papir udgivet i Nature Communications , et tysk-kinesisk forskerhold ledet af professor Helmut Cölfen, en kemiker fra Konstanz, Tyskland, beskriver, hvordan prækernedannelsesklynger af calciumcarbonat kan bruges til at opnå et kontrastmiddel ved at berige dem med gadoliniumioner. Dette kontrastmiddel kan fremstilles nemt og billigt, har ingen toksiske egenskaber og muliggør tre til fire gange højere kontrast end de sædvanlige kommercielle kontrastmidler.

Paradigmeskifte i teorien om oprindelsen af ​​alle materialer

Prænukleationsklyngerne blev opdaget for flere år siden i Helmut Cölfens forskningsgruppe. Dette førte til et paradigmeskifte i nukleationsteorien, teorien om dannelsen af ​​alle faste og flydende materialer. Mens klassisk lærebogsviden beskriver kernedannelse som et trin fra enkelte ioner, atomer eller molekyler til mineralisering, anerkendte Cölfens forskergruppe fire trin.

I denne sammenhæng repræsenterer prækernedannelsesklynger en flydende forløber for krystallisation. Til studiet i Nature Communications, forskerne tilføjede gadoliniumioner til calciumcarbonat-prækernedannelsesklyngerne. Gadolinium er et meget tungt grundstof, der giver kontrast ved magnetisk resonansbilleddannelse og bruges også i kommercielle kontrastmedier.

"Opskriften er meget enkel", siger Helmut Cölfen, professor i fysisk kemi. Gadoliniumchlorid skal kun tilsættes til calciumchloridopløsningen, og prækernedannelsesklyngerne stabiliseres med polyacrylsyre. Resultatet er en vandig klar opløsning, hvortil natriumcarbonat tilsættes for at tillade dannelse af calcium/gadoliniumcarbonat-prækernedannelsesklynger.

Vandindhold ansvarlig for resonansbilleddannelse

Disse klynger er kun halvanden nanometer store - det vil sige halvanden milliardtedel millimeter. De har et meget højt vandindhold på 20 procent, hvilket i sidste ende er ansvarligt for kontrasten i magnetisk resonansbilleddannelse.

Kontrastmidlet fra prænukleationsklyngerne giver tre til fire gange højere kontrast MRI-billeder sammenlignet med den samme mængde kommercielt fremstillede midler. Helmut Cölfen påpeger en anden fordel:"Medicinsk kan du bruge mindre kontrastmiddel, hvis kontrasten allerede er tilstrækkelig."

Til undersøgelsen blev den produceret i en skala på to en halv liter. Det er et stort beløb for grundvidenskab, hvor der normalt arbejdes i milliliterområdet. "De anvendte kemikalier koster kun få euro," siger Helmut Cölfen. Det nye kontrastmiddel kunne bruges direkte til kliniske forsøg. + Udforsk yderligere

Naturlig perlemorstruktur, syntetisk replikation