Forskere udvikler banebrydende nyt grafenbaseret MRI-kontrastmiddel

(Phys.org) -- Dr. Balaji Sitharaman, PhD, en adjunkt ved Institut for Biomedicinsk Teknik ved Stony Brook University, og et team af forskere udviklede en ny, meget effektiv, potentielt sikrere og mere omkostningseffektivt nanopartikelbaseret MRI (magnetisk resonansbilleddannelse) kontrastmiddel til forbedret sygdomsdiagnose og detektion.

De seneste resultater diskuteres i detaljer i hans teams forskningspapir "Physicochemical characterization, og relaxometri undersøgelser af mikro-grafitoxid, grafen nanoplader, og nanobånd, ” offentliggjort i 7. juni-udgaven af ​​tidsskriftet PLoS ONE .

MR, teknologien, som blev opfundet på Stony Brook University af professor Paul Lauterbur, er en af ​​de mest kraftfulde og centrale teknikker inden for diagnostisk medicin og biomedicinsk forskning, der primært bruges til at gengive anatomiske detaljer til forbedret diagnosticering af mange patologier og sygdomme. I øjeblikket, de fleste MR-procedurer bruger gadolinium-baserede kontrastmidler til at forbedre synligheden og definitionen af ​​sygdomsdetektion. Imidlertid, nyere undersøgelser har vist skadelige bivirkninger, såsom nefrogen systemisk fibrose, stammer fra brugen af ​​dette kontrastmiddel hos nogle patienter, tvinger Food and Drug Administration (FDA) til at lægge restriktioner på den kliniske brug af gadolinium. Yderligere, de fleste MR-kontrastmidler er ikke egnede til intravaskulær forlængelse af ophold (blodpool), eller vævs(organ)-specifik billeddannelse, og tillader ikke molekylær billeddannelse.

For at imødekomme behovet for et MRI-kontrastmiddel, der viser større effektivitet og lavere toksicitet, Dr. Sitharaman udviklede et nyt højtydende grafenbaseret kontrastmiddel, der kan erstatte det gadoliniumbaserede middel, som er meget brugt af læger i dag. "Et grafenbaseret kontrastmiddel kan tillade den samme kliniske MR-ydelse ved væsentligt lavere doser, ” sagde Dr. Sitharaman. Projektet er en Wallace H. Coulter Foundation Translational Research Award-vinder og modtager af en to-årig translationel bevilling til undersøgelse af præklinisk sikkerhed og effekt.

"Teknologien vil sænke sundhedsomkostningerne ved at reducere omkostningerne pr. dosis såvel som antallet af nødvendige doser, ” bemærkede Dr. Sitharaman. "Yderligere, da dette nye MRI-kontrastmiddel vil forbedre sygdomsdetektion væsentligt ved at øge følsomheden og diagnostisk sikkerhed, det vil muliggøre tidligere behandling af mange sygdomme, som er billigere, og selvfølgelig mere effektiv mod sygdomme som kræft."

Det nye grafenbaserede billedkontrastmiddel er også i fokus for Dr. Sitharamans nystartede virksomhed, Teragnostiske teknologier, Inc., som blev indarbejdet i begyndelsen af ​​2012. Den igangværende udvikling af denne teknologi støttes af brancheekspert og forretningsrådgiver, Shahram Hejazi, og kliniske eksperter Kenneth Shroyer, MD, PhD, professor og formand, Afdeling for patologisk, Stony Brook University, og William Moore, MD, Chef for Thorax billeddannelse, og adjunkt, Radiologisk afdeling, Stony Brook University. Medforfattere til artiklen inkluderer forskningsassistenter ved Institut for Biomedicinsk Teknik Bhavna Paratala, Barry Jacobson og Shruti Kanakia; og Leonard Deepak Francis fra International Iberian Nanotechnology Laboratory i Portugal.

Dr. Sitharamans forskerhold fokuserer deres interesser på grænsefladen mellem bionanoteknologi, regenerativ og molekylær medicin. De søger at "synergi" fremskridtene inden for hvert af disse områder for at udvikle et dynamisk forskningsprogram, der tackler problemer relateret til diagnosticering og behandling af sygdom og vævsregenerering. Dr. Sitharaman modtog sin BS med udmærkelse fra Indian Institute of Technology og sin ph.d. fra Rice University, hvor han også afsluttede sit postdoktorale arbejde som J. Evans Attwell-Welch Postdoctoral Fellowship-modtager.