Diamentowy pył jako kontrast w rezonansie magnetycznym

Naukowcy z Instytutu Inteligentnych Systemów Maxa Plancka w Stuttgarcie dokonali nieoczekiwanego odkrycia: cząstki diamentu o średnicy rzędu nanometrów dawały w przypadku obrazowania rezonansem magnetycznym (MRI) obraz znacznie jaśniejszy niż gadolin, metal ciężki podawany od 30 lat pacjentom jako środek zwiększający kontrast.

Doktor Jelena Lazovic Zinnanti pracowała nad eksperymentem wykorzystującym cząstki diamentu wielkości nanometrów do zupełnie innego celu. Umieściła cząsteczki diamentu o wielkości od 3 do 5 nanometrów w maleńkich kapsułkach do podawania leku wykonanych z żelatyny. Chciała, aby te kapsułki pękały pod wpływem ciepła. Zakładała, że może w tym pomóc pył diamentowy ze względu na swoją dużą pojemność cieplną.

„Zamierzałam użyć pyłu jedynie do podgrzania kapsułek z lekiem – wspominała dr Lazovic Zinnanti. - Użyłam gadolinu do śledzenia położenia cząstek pyłu. Zamierzałam dowiedzieć się, czy kapsułki z diamentami w środku będą się lepiej nagrzewać. Podczas wykonywania wstępnych badań poczułam się sfrustrowana, bo gadolin wyciekał z żelatyny – tak jak wycieka z krwiobiegu do tkanek pacjenta. Zdecydowałam się odrzucić gadolin. Kiedy kilka dni później zrobiłam zdjęcia MRI - ku mojemu zaskoczeniu kapsułki były nadal jasne. Wydaje się, że pył diamentowy ma lepsze właściwości wzmacniające sygnał niż gadolin. Nie spodziewałam się tego.”

Kolejnym krokiem było wstrzyknięcie diamentowego pyłu żywym kurzym embrionom. Podczas gdy gadolin rozprzestrzenia się wszędzie, nanocząsteczki diamentu pozostają w naczyniach krwionośnych, nie wyciekają, a później jasno świecą w obrazie MRI, podobnie jak w kapsułkach żelatynowych.

O ile inni naukowcy już wcześniej publikowali artykuły pokazujące, w jaki sposób wykorzystują cząsteczki diamentu związane z gadolinem do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, nikt nigdy nie wykazał, że sam pył diamentowy może być środkiem kontrastowym. Naukowcy nie wiedzą na razie, dlaczego właściwie sproszkowany czysty węgiel, jakim jest pył diamentowy, miałby mieć takie właściwości. Być może jakieś defekty sieci krystalicznej diamentu nadają mu właściwości paramagnetyczne.

Badania MRI z kontrastem gadolinowym wykonywane są w celu wykrywania nowotworów, stanów zapalnych i nieprawidłowości naczyniowych. Gadolin zwiększa jasność obrazu dotkniętych obszarów. Problem w tym, że wstrzyknięty do krwiobiegu pacjenta gadolin przedostaje się nie tylko do tkanki nowotworowej czy zmienionej zapalnie, ale także do otaczających ją zdrowych tkanek. Zatrzymuje się w mózgu i nerkach i utrzymuje się przez miesiące lub lata po ostatnim podaniu. Długoterminowe skutki takiego zalegania kontrastu w organizmie nie są jeszcze znane. Być może pył diamentowy dawałby lepszy obraz MRI przy mniejszych potencjalnych skutkach ubocznych. Na razie nie wiadomo jednak, czy może on mieć działanie toksyczne. (PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ bar/

opublikowano: 27.04.2024 / zdjęcie tematyczne: pixabay.com