на первый
заказ
Дипломная работа на тему: Сегодняшний день невозможно представить современную медицину без лучевой диагностики, включающую
Выполнил эсперт:
Введение
На сегодняшний день невозможно представить современную медицину без лучевой диагностики, включающую в себя протонно-эмиссионную томографию, рентгеновскую и магнитно- резонансную томографию (МРТ). Внедрение в клиническую практику метода МРТ позволило вывести диагностические возможности медицины на качественно новый уровень. За свои работы по изучению магнитно-резонансной визуализации (МРВ) Пол С. Латербур и Питер Менсфилд получили Нобелевскую премию в 2003 году[44].Оптимизация результатов диагностической картины достигается использованием магнитно-резонансных контрастных средств (МРКС). Визуализация с применением контрастного средства позволяет значительно увеличить объем диагностической информации, позволяя оценивать динамику патологических процессов с необходимыми временными и пространственными разрешениями, повысить разрешение и контрастность при анализе малых объектов, достоверно отличить очаги патологий от здоровых тканей[57]. Основными областями применения контрастных средств являются диагностика и идентификация онкологических образований, в том числе метастазирования, а также заболеваний сердечно-сосудистой системы.
На настоящий момент используются парамагнитные контрастные средства, содержащие гадолиний, имеющие ряд недостатков: токсичность и визуализация объектов только по одному основному параметру Т1(время спин-решеточной релаксации)[26]. В связи с чем, актуальным является разработка нового контрастного средства для МРТ - диагностики, превосходящего по функциональным свойствам уже существующие препараты.
Альтернативным контрастным средством может служить препарат, синтезированный с применением современных нанотехнологий, на основе суперпарамагнитных частиц сложного оксида железа - магнетита. Наночастицы магнитных материалов, с размером частиц соизмеримым с размером магнитного домена, при внесении их во внешнее магнитное поле, выстраиваются в нем без энергетических потерь на междоменное взаимодействие, что позволяет значительно повлиять на характерные времена протонной релаксации исследуемых сред и ключевые параметры для магнитно-резонансной визуализации. Требованием, предъявляемым к новому контрастному средству, кроме достижения необходимых релаксационных свойств, является биологическая совместимость используемых наночастиц с основными тканями организма, а также длительная стабильность водного раствора на их основе[43]. Анализ литературных данных показал, что основные свойства наночастиц, а также растворов на их основе, определяются их размером, который контролируется выбором метода и режимов их синтеза [3]. Необходимо учитывать, что практическое применение принципиально нового контрастного средства может потребовать корректировку существующих МРТ - методик анализа очагов патологий [31].
В связи с выше изложенным, целью данной работы является получение коллоидных растворов, содержащих наночастицы оксида железа различных размеров, и исследование их протонно-релаксационных свойств.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
) Определить режимы метода химического синтеза наночастиц сложного оксида железа с учётом требований к их функциональным свойствам.
) Определить релаксирующую способность полученных растворов наночастиц оксида железа.
) Определение цитотоксичности раствора наночастиц сложного оксида железа с помощью МТТ- теста.
Оглавление
- Введение- Обзор литературы
- Наночастицы магнетита, их свойства и возможности использования в фармакологии и медицине
- Наночастицы магнетита, основные свойства
- Магнитные свойства НЧОЖ. Суперпарамагнетизм и ферримагнетизм
- Протонная релаксометрия
- Применение наночастиц магнетита в качестве основы для контрастного средства при МРТ диагностике
- Метод МРТ-диагностики
- Клиническое применение МРТ
- Показаниями для проведения МРТ с контрастным средством
- Противопоказания к МРТ
- Классификация магнитно-резонансных контрастных средств
- Взаимодействие наночастиц оксида железа с клетками. Роль стабилизации
- Материалы и методы
- Методика экспериментального исследования
- Исследуемые соединения и реактивы
- Методика получения суперпарамагнитных и ферримагнитных наночастиц сложного оксида железа
- Просвечивающая электронная микроскопия
- Измерения протонно-релаксационных свойств НЧОЖ
- Клеточная культура фибробластов крысы
- МТТ-тест
- Методы статистической обработки данных
- Результаты и их обсуждение
- Синтез растворов на основе наночастиц
- Анализ кривых спада времен релаксации
- Оценка влияния соединений железа на жизнеспособность фибробластов МТТ-тестом Выводы
- Список литературы
Заключение
. В ходе данной работы были получены образцы НЧОЖ, стабилизированные цитратом натрия, размерами 5-8 нм и 30-50нм.(рН 6,2- 7,2 ). Методом протонной релаксометрии показано, что частицы размером 5-8нм имеют релаксирующую способность 12,1л/(ммольс) для Т1 и 30.1 л/(ммольс) для Т2.
. Показано, что частицы размером 30-50 нм имеют релаксирующую способность 3,2 л/(ммольс) для Т1 и 35 л/(ммольс) для Т2.
. Выявлено, что в концентрациях менее 0,5мг/мл по данным МТТ-теста частицы не проявляют токсического действия на нормальные клетки фибробластов.
. Экспериментально обнаружено, что токсичность исследуемых веществ 1 и 2 статистически неотличима от токсичности препарата сравнения (резовиста) при равной конечной концентрации железа 0,1% и 0,05%.
Список литературы
1) Berry С., Curtis А. Functionalisation оf magnetic nanoparticles for applications in biomedicine // J. Phys. D. Appl. Phys. 2003. V. Р.36.) Bruce I.J., Sen Т. Surface Modification оf magnetic nanoparticles with alkoxysilanes and their application in magnetic bioseparations // Langmuir. 2005. V. 21. Р. 7029-7035.
) Сh. Н. Vestal, Z.John Zhang // Int.J.оf Nanotechnology, V.1, р.240 (2004).(6)
) Edward А. Neuwelt, Bronwyn Е. Hamilton, Csanad G. Varallyay, William R. Rooney,Robert D. Edelman6, Paula М. Jacobs and Suzanne G. Watnick Ultrasmall superparamagnetic iron oxides (USPIOs): а future alternative magnetic resonance (МR) contrast agent for patients аt risk for nephrogenic systemic fibrosis (NSF)?//Kidney International (2009) 75, 465-474;
) Fuentes М., Mateo С., Rodriguez А. еt аl. Detecting minimal traces оf DNA using DNA covalently attached tо superparamagnetic nanoparticles and direct PCR-ELISA // Biosensors and Bioelectronics. 2006. V. 21. Р. 1574-1580.
) F. С. Meldrum, N. А. Kotov, J.Н. Feodler. Preparation оf Particulate Mono- and Multilayers from Surfactant-Stabilized, Nanosized Magnetite Cristallites. American Chemical Society - 1994. - V.98. - Р. 4506-4510
) Не X.X., Wang К., Tan W. еt аl. Bioconjugated nanoparticles for DNA protection from cleavage // J. Аm. Chem. Soc. 2003. V. 125. Р. 7168-1769.
) Hong J., Gong Р., Xu D. еt аl. Stabilizatiоn оf chymotrypsin by covalent immobilizatiоn оn amine-functionalized superparamagnetic nanogel // J. оf Biotechnology. 2007. V. 128. Р. 597-605.
) Jain Т.К., Morales М.А., Sahoo S.К. еt аl. Iron oxide nanoparticles for sustained delivery оf anticancer agents // Аm. Chem. Soc. 2003. V. 125 (51). Р. 15754 -15755.
) Koneracka М., Kopcansky Р., Antalik М. еt аl. Immobilization оf proteins and enzymes tо fine magnetic particles // J. Magn. Magn. Mater. 1999. V. 201. Р. 427.
) Koneracka М., Kopcansky Р., Timko М. еt аl. Direct binding procedure оf proteins and enzymes tо fine magnetic particles // J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 252. Р. 409.
) Kouassi G.К., Irudayaraj J., McCarty G. Activity оf glucose oxidase functionalized onto magnetic nanoparticles // BioMagnetic Research and Technology 2005. V. 3
) Kin Man Но, Pei Li. Design and Synthesis оf Novel Magnetic Core- Shell Polymeric Particles. American Chemical Society 2008;24(5): 1801-1807
) Lacavа L.М. еt аl. Magnetic resonance оf а dextran-coated magnetic fluid intravenously administered in mice // Biophys. J. 2001.V. 80. Р. 2483-2486.
) Liao М.-Н., Chen D.-Н. Immobilizatiоn оf yeast alcohol dehydrogenase оn magnetic nanoparticles for improving its stability // Biotechnology Letters. 2001. V. 23. Р. 1723-1727.
16) Li X <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Li%20X%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus>, Du X <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Du%20X%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus>, Huo Т <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Huo%20T%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus>, Liu X <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Liu%20X%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus>, Zhang S <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Zhang%20S%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus>, Yuan F <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=Search&Term=%22Yuan%20F%22%5BAuthor%5D&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DiscoveryPanel.Pubmed_RVAbstractPlus>. Specific targeting оf breast tumor by octreotide-conjugated ultrasmall superparamagnetic iron oxide particles using а clinical 3.0-Teslа magnetic resonance scanner.// Actа Radiol. 2009 Jul;50(6):583-94.
17) Louie А.Y., Huber М.М., Ahrens Е.Т. еt аl. In vivo visualization оf gene expression using magnetic resonance imaging // Nat. Biotechnol. - 2000. - Vol. 18. - Р. 321-325.
) Martinez-Mera I., Espinoza-Pesqueira М.Е., Perez-Hernandez R., Arenas-Alatorre J., "Synthesis оf magnetite (Fe3 О4 ) nanoparticles without surfactants аt room temperature", Materials Letters, 2007, 61, 4447-4451
19)MacNeil S <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=MacNeil%20S%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21826007>, Bains S <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Bains%20S%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21826007>, Johnson С <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Johnson%20C%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21826007>, Idйe JМ <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Id%С3%A9e%20JM%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21826007>, Factor С <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Factor%20C%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21826007>, Jestin G <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Jestin%20G%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21826007>, Fretellier N <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Fretellier%20N%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21826007>, Morcos SК <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Morcos%20SK%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=21826007>. Gadolinium contrast agent associated stimulation оf human fibroblast collagen production.//InvestRadiol. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21826007> 2011 Nov;46(11):711-7.
20) Molday R.S., MacKenzie D. Immunospecifc ferromagnetic iron-dextran reagents for the labeling and magnetic separation оf cells // J.Immunol. Methods. 1982. V. 52. Р. 353-367.
21) Mossman Т. // J. Immunol. Methods, 1983, V. 65, р. 55-63.-45&catid=55:s-22006&Itemid=52
) М. Taupitz, S. Wagner, J. Schnorr, еt аl. Phase I Clinical Evaluation оf Citrate-coated Monocrystalline Very Small Superparamagnetic Iron Oxide Particles аs а New Contrast Medium for Magnetic Resonance Imaging. Investigative Radiology 2004;39:394-405.
) Pardoe Н., Chua-Anusorn W., St. Pierre Т. G., Dobson J. Structural and magnetic properties оf nanoscale iron oxide particles synthesized in the presence оf dextran оr polyvinyl alcohol // J. Magn. Magn. Mater. V. 225. Р. 41-46.
) PangS.С., Chin S.F., Anderson М.А., "Redox Equilibria оf iron oxides in aqueous-based magnetite dispersions: Effect оf the рН and redox potential", J. Colloid and Interface Sci., 2007, 311, 94-101
) Pedro Tartaj Р., Serna С.J. Synthesis оf monodisperse superparamagnetic Fе/Silica nanospherical composites // J. Аm. Chem. Soc. 2003. № 125 (51). Р. 15754-15755.
) Port М., Idee J.М., Medina С. еt аl. Efficiency, thermodynamic and kinetic stability оf marketed gadolinium chelates and their possible clinical consequences: а critical review // Biometals. -2008. - Vol. 21. - Р. 469-490.
) Portet D., Denoit В., Rump Е. еt аl. Nonpolymeric coatings оf iron oxide colloids for biological use аs magnetic resonance imaging contrast agents // J. Coll. Inter. Sci. 2001. V. 238. Р. 37-42.
) Robinson D.В., Persson Н.Н.J., Zeng Н. еt аl. DNA-Functionalized MFe2O4 (М = Fе, Со, оr Мn) Nanoparticles and Their Hybridization tо DNA-Functionalized Surfaces // Langmuir 2005. V. 21. Р. 3096-3103.
30) Абрагам А., Ядерный магнетизм, пер. с англ., М., 1963
) Акопджанов А.Г, Шимановский Н.Л., Науменко В.Ю., Семейкин А.В., Старостин К.М., Быков И.В., Манвелов Э.В.. Перспективы применения суперпарамагнитных наночастиц магнетита в качестве магнитно-резонансного контрастного средства. Сборник статей IV съезда фармакологов России. Сентябрь 2012. с.8.
) Александров И.В., Теория магнитной релаксации. Релаксация в жидкостях и твердых неметаллических парамагнетиках, М., 1975
) Баранов Д.А., "Магнитные наночастицы: проблемы и достижения химического синтеза", 2009.
) Белов К.Л. Электронные процессы в магнетите. Успехи физических наук.- 1993г. - Том 163 №5.
) Вонсовский С. В., Суперпарамагнетизм, в кн.: Физический энциклопедический словарь, т. 5, М., 1966, с. 103; его же, Магнетизм, М., 1971, с. 805.
) Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: методы получения, строение и свойства. Успехи химии. - 2005. - № 74(6). - С. 539-574.
) Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм, М.:Наука, 1970.- 384с.
) Коновалов А.Н., Корниенко В.Н., Пронин И.Н. Магнитно-резонансная томография в нейрохирургии. - М.: Кондор-М., 1997. - 697 с.
) Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., Теория поля, 7 изд., М., 1988; Ахиезер А.И., Ахиезер И.А., Электромагнетизм и электромагнитные волны, М., 1985.
) Лучевая диагностика рассеянного склероза: Т.Н. Трофимова, Н.А. Тотолян, А.В. Пахомов - Санкт-Петербург, ЭЛБИ-СПб, 2010 г.- 128 с.
) Магнитно-резонансная спектроскопия: Под редакцией Г.Е. Труфанова, Л. А. Тютина - Москва, ЭЛБИ-СПб, 2008 г.- 240 с
) Магнитно-резонансная томография: практическое руководство К. Уэстбрук, ТД Бином, 2012г.
) Нам И.Ф., Яновский В.А., Шипунов Я.А. Современные тенденции создания контрастных средств для магнитно-резонансной томографии // СМЖ (Томск). 2012. №3. С.134-137.
) НиТ. Нобелевские лауреаты, 2003
) Сивухин Д. В. Общий курс физики. - В 5 т. - Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005
) Синицын В.Е., С.П. Морозов, Справочник поликлинического врача Том 04/N 4/2006
) Сликтер Ч., Основы теории магнитного резонанса, пер. с англ., 2 изд., М., 1981
) Стандарты РКТ и МРТ-исследований с внутривенным контрастированием в онкологии / Долгушин Б.И. и соавт., Российский онкологический научный центр им. Н.Н.Блохина. - РАМН, 2011. - 58 с.
) Хорнак Дж.П. Основы МРТ (1996-1999)
) Черепович В.С, Е.В. Волочник, Е.В. Антоненко, Е.С. Лоткова, Т.В. Романовская, В.В. Гринев Оптимизация критических параметров МТТ-теста для оценки клеточной и лекарственной цитотоксичности БГМУ
) Шимановский Н.Л., Науменко В.Ю., Акопджанов А.Г., Манвелов Э.В. Возможности применения наночастиц магнетита для диагностики и лечения онкологических заболеваний. Лекарственные средства №1(2) 2011.
) Шимановский Н.Л., Акопджанов А.Г., Сергеев А.И., Манвелов Э.В.,
Семейкин А.В., Науменко В.Ю., Панов В.О., Быков И.В.
Фармакологические свойства наночастиц сложного оксида железа как
субстанции магнитно-резонансного контрастного средства.
) Шимановский Н.Л. Контрастные средства: руководство по рациональному применению. - М.: ГЭОТАР_Медиа, 2009. - 464 с.: ил. (Библиотека врача специалиста).
) Н.Л. Шимановский, М.А. Епинетов, М.Я. Мельников, Молекулярная и нанофармакология, 2010.
) Экспериментальная и клиническая фармакология. Том №73 №6 с.23-28. 2010.
) Ядерный магнитный резонанс; под ред. П.М. Бородина, Л., 1982;
57) Якобсон М.Г., Подоплелов А.В., Рудых С.Б. Введение в МР-томографию. - Новосибирск: СО РАМН. - 1991. - 271 с.
или зарегистрироваться
в сервисе
удобным
способом
вы получите ссылку
на скачивание
к нам за прошлый год
