Mindre og skarpere:Nanoscale Metal-Organic Frameworks (NMOF'er) som MRI-kontrastmidler

(PhysOrg.com) -- Udvikling af mere følsomme metoder til biomedicinsk billeddannelse, der er effektive med minimale mængder kontrastmidler, er en vigtig udfordring i den tidlige og præcise diagnose af sygdomme.

En ny klasse af materialer, der virker lovende i denne søgen, blev introduceret i 2006 af prof. Wenbin Lin fra University of North Carolina i Chapel Hill. Lige siden, dette nye område er vokset hurtigt, efterhånden som nye materialer med forbedrede egenskaber opdages. Wenbin Lin og Joseph Della Rocca præsenterer fremskridtene på dette område i Microreview offentliggjort i European Journal of Inorganic Chemistry .

Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) er en ikke-invasiv teknik baseret på detektering af nuklear spin reorientering i et magnetfelt, hvilken, imidlertid, er relativt ufølsom og er typisk afhængig af store doser af administrerede kontrastmidler for at skelne tilstrækkeligt mellem normalt og sygt væv.

Nanoscale Metal-Organic Frameworks (NMOF'er) er kombinationer af metaller og organiske molekyler på nanoskala, der giver ubegrænsede muligheder for at designe opgavespecifikke molekyler. De er iboende biologisk nedbrydelige, og deres høje porøsitet gør dem ideelle til målrettet levering af indesluttede midler. De kan specifikt målrettes mod bestemte områder af kroppen. Ud over et væld af applikationer på andre områder, disse egenskaber gør NMOF'er også meget velegnede til brug i biologiske systemer og især som mere effektive kontrastmidler ved lavere doser. Ud over Gd-carboxylatmaterialer, NMOF'er baseret på Fe, Mn, og Zn blev undersøgt.

Belægninger såsom amorf silica, biokompatible polymerer, og polyoxometalat-peptid hybridkugler blev brugt til at øge stabiliteten, dispergerbarhed, og biokompatibilitet af NMOF'er. Desuden, nogle systemer doteret med lanthanider blev undersøgt som potentielle multimodale kontrastmidler.

In vivo og in vitro effektiviteten af ​​disse midler er blevet påvist. For eksempel, jerncarboxylat -NMOF'er modificeret med biokompatible polymerer blev anvendt til billeddannelse af lever og milt af Wistar -rotter. Silica-belagt, peptid-målrettede Mn NMOF'er blev vist at blive selektivt optaget af en human tyktarmskræftcellelinje in vitro. Endelig, et alsidigt jerncarboxylatsystem postsyntetisk modificeret til at indeholde en fluorofor eller et kemoterapeutikum viste stærk fluorescens ved frigivelse fra skelettet og udviste cytotoksicitet sammenlignelig med cisplatin mod tyktarmskræftceller.