Um tamanho de nanopartículas é ajustado para oferecer imagens de alta resolução antes e durante procedimentos cirúrgicos
p Os cientistas injetaram a solução de nanopartículas nas veias da cauda de camundongos vivos e foram capazes de obter ressonância magnética de alta qualidade (esquerda) e imagens de fluorescência no infravermelho próximo (direita) de tecidos e vasos sanguíneos. Crédito:Instituto Nacional de Ciência de Materiais (NIMS)
p Os cientistas descobriram uma maneira de controlar o tamanho das nanopartículas especiais para otimizar seu uso tanto para ressonância magnética quanto para imagens no infravermelho próximo. Sua abordagem pode ajudar os cirurgiões a usar as mesmas nanopartículas para visualizar tumores um pouco antes e durante a cirurgia usando as duas técnicas de imagem diferentes. Suas descobertas foram publicadas no jornal
Ciência e Tecnologia de Materiais Avançados . p "A ressonância magnética é rotineiramente usada no diagnóstico pré-operatório, enquanto os cirurgiões começaram a usar imagens de fluorescência no infravermelho próximo durante procedimentos cirúrgicos, "diz o nanobiotecnologista Kyohei Okubo, da Universidade de Ciência de Tóquio." Nossas sondas de nanopartículas podem fornecer uma bimodalidade que será clinicamente atraente para pesquisadores de dispositivos médicos e médicos. "
p Nanopartículas de cerâmica feitas com os metais de terras raras itérbio (Yb) e érbio (Er) demonstraram baixa toxicidade e luminescência prolongada no infravermelho próximo, mostrando promessa como um agente de contraste em varreduras de ressonância magnética e um agente fluorescente para imagens de fluorescência no infravermelho próximo. Imagens de vasos sanguíneos e órgãos em corpos vivos podem ser obtidas com as duas técnicas de imagem, modificando ainda mais as superfícies das nanopartículas com polímeros à base de polietilenoglicol (PEG). Mas para melhorar a resolução da imagem, os cientistas precisam ter mais controle sobre o tamanho das nanopartículas durante o processo de fabricação.
p Okubo e seus colegas usaram um processo de fabricação passo a passo que começa com a mistura de óxidos de terras raras em água e ácido trifluoroacético. A mistura é aquecida para formar um sólido. Em seguida, é dissolvido em solução, ácido oleico é adicionado e o gás é removido. As chamadas nanopartículas de cerâmica dopada com terras raras se formam quando essa solução é resfriada.
p Mais algumas etapas levam ao revestimento das superfícies das nanopartículas com PEG. Os cientistas descobriram que poderiam diminuir a taxa de crescimento das nanopartículas aumentando sua concentração antes do processo de revestimento. Isso lhes permitiu formar nanopartículas de 15 e 45 nanômetros de diâmetro.
p A equipe realizou uma série de testes para examinar as propriedades de suas nanopartículas. Eles descobriram que poderiam ser usados para a obtenção de imagens de alta qualidade de vasos sanguíneos em camundongos vivos usando ressonância magnética e técnicas de imagem de fluorescência no infravermelho próximo. Outros testes mostraram que as nanopartículas exibiram toxicidade mínima em células de fibroblastos de camundongo quando usadas em baixas concentrações. Eles também têm meia-vida curta, o que significa que seriam removidos do corpo com relativa rapidez, tornando-os seguros para uso clínico.
p A próxima equipe tem como objetivo investigar como diferentes distribuições de íons paramagnéticos nas nanopartículas afetam suas propriedades magnéticas. Eles também têm como objetivo estudar se as modificações feitas nas nanopartículas poderiam torná-las aplicáveis para uso em terapias "fotodinâmicas" baseadas em luz para o tratamento de câncer de pele e acne, por exemplo.