A imagem por ressonância magnética (MRI) emergiu como uma das ferramentas de imagem clínica mais poderosas por causa de sua excelente resolução espacial e contraste de tecidos moles, especialmente ao usar agentes de contraste. No European Journal of Inorganic Chemistry , cientistas apresentaram um novo tipo de agente de contraste de nanopartículas combinando duas classes de agentes de contraste - óxido de ferro e íons de metais de terras raras - em um único composto químico. Essas ortoferritas de terras raras foram obtidas em um processo sol-gel seguido de autocombustão.

Durante uma varredura de ressonância magnética, o paciente é empurrado para um "tubo" no qual existe um forte campo magnético. Isso direciona a rotação nuclear dos átomos de hidrogênio nas moléculas de água nos tecidos do paciente. Quando um campo magnético alternado é sobreposto, ele "empurra" alguns dos spins para fora da orientação preferida, de modo que eles "girem" de forma síncrona. Uma vez que o campo alternado é desligado, os spins voltam à sua orientação preferida e perdem a sincronicidade. O tempo que leva para esses dois processos, referido como tempos de relaxamento T1 e T2, podem ser observados separadamente. Esses tempos dependem do ambiente do spin, permitindo a diferenciação entre tecidos com propriedades diferentes, como tumores.

O contraste entre os tecidos normais e doentes pode ser dramaticamente melhorado pelo uso de agentes de contraste, que influenciam o campo magnético. Os compostos paramagnéticos de metais de terras raras, como o gadolínio (Gd), reduzem os tempos de relaxamento T1; enquanto que as nanopartículas baseadas em óxido de ferro superparamagnético atuam como agentes de encurtamento de T2. Há um grande interesse no desenvolvimento de novos agentes de contraste baseados em nanopartículas com propriedades aprimoradas de relaxamento bimodal T1-T2. Partículas núcleo-casca e nanopartículas de óxido de ferro com aglomerados de Gd2O3 incorporados são esses agentes.

Nanopartículas feitas de ferro e íons de metais de terras raras interconectadas em compostos químicos únicos, conhecido como ortoferritas de terras raras, oferecem uma alternativa promissora. No entanto, a síntese das fases específicas da ortoferrita é muito desafiadora, uma vez que fases indesejáveis ​​com diferentes composições podem coexistir. Cientistas das Universidades de Aveiro e de Coimbra (Portugal), e do CNRS, Université Bordeaux (Pessac, França) desenvolveram agora uma nova abordagem para preparar ortoferritas monofásicas nanométricas LnFeO3 (Ln =európio, térbio, e gadolínio).

O método é baseado em um método de sol-gel / autocombustão:Os precursores são dissolvidos em ácido nítrico / cítrico e este "sol" é aquecido a 200 ° C para dar um "gel" seco poroso. O gel é tratado com uma chama até que se queime completamente em um pó solto (autocombustão). É então aquecido e moído duas vezes e finalmente calcinado a 800 ° C. Os pós foram caracterizados como as ortoferritas desejadas, exibindo uma estrutura cristalina do tipo perovskita. Seu comportamento magnético foi encontrado para resultar da contribuição de duas sub-redes magnéticas:uma rede de óxido de ferro antiferromagnético com os spins acoplados através de um Fe ³⁺ –O ₂ –Fe ³⁺ super mecanismo de troca, e uma contribuição paramagnética de Ln não acoplado ³⁺ íons. Em dispersões aquosas, sem lixiviação significativa de Ln ³⁺ íons foram observados. Isso minimiza sua toxicidade. As células Hela cultivadas internalizaram as nanopartículas rapidamente. Nenhuma citotoxicidade foi observada.

As equipes lideradas por Marie-Hélène Delville e Carlos F.G.C. Geraldes espera que essas características marquem suas ortoferritas como agentes de contraste de ressonância magnética ponderados em T2 potencialmente úteis para outras aplicações biomédicas.