Onderzoekers hebben een nieuwe manier ontwikkeld om moleculen die van nature in het menselijk lichaam voorkomen, te magnetiseren. de weg vrijmaken voor een nieuwe generatie goedkope magnetische resonantiebeeldvorming (MRI)-technologie die ons vermogen om ziekten, waaronder kanker, te diagnosticeren en te behandelen, zou veranderen, suikerziekte en dementie.

Hoewel nog in de beginfase, onderzoek gerapporteerd vandaag in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang heeft belangrijke stappen gezet in de richting van een nieuwe MRI-methode met het potentieel om artsen in staat te stellen levensreddende medische behandelingen te personaliseren en realtime beeldvorming mogelijk te maken op locaties zoals operatiekamers en huisartsenpraktijken.

MRI, die werkt door het magnetisme van moleculen te detecteren om een ​​beeld te creëren, is een cruciaal instrument in de medische diagnostiek. Echter, de huidige technologie is niet erg efficiënt - een typische ziekenhuisscanner detecteert effectief slechts één molecuul op elke 200, 000, waardoor het moeilijk is om het volledige beeld te zien van wat er in het lichaam gebeurt.

In verschillende landen worden nu verbeterde scanners uitgeprobeerd, maar omdat ze op dezelfde manier werken als gewone MRI-scanners - met behulp van een supergeleidende magneet - blijven deze nieuwe modellen omvangrijk en kosten ze miljoenen om te kopen.

Het onderzoeksteam, gevestigd aan de Universiteit van York, heeft een manier ontdekt om moleculen magnetischer te maken, en daardoor beter zichtbaar - een alternatieve methode die een nieuwe generatie goedkope en zeer gevoelige beeldvormingstechnieken zou kunnen opleveren.

Professor Simon Duckett van het Centrum voor Hyperpolarisatie in Magnetische Resonantie aan de Universiteit van York zei:"Wat we denken dat we kunnen bereiken met MRI, wat kan worden vergeleken met verbeteringen in rekenkracht en prestaties in de afgelopen 40 jaar. een essentieel diagnostisch hulpmiddel, de huidige ziekenhuisscanners kunnen worden vergeleken met de telraam, de recente ontwikkeling van gevoeligere scanners brengt ons naar de computer van Alan Turing en we proberen nu iets schaalbaars en goedkoops te creëren dat ons naar de tablet of smartphone zou brengen".

Het onderzoeksteam heeft een manier gevonden om het "onzichtbare" magnetisme van parawaterstof - een magnetische vorm van waterstofgas - om te zetten in een reeks moleculen die van nature in het lichaam voorkomen, zoals glucose, ureum en pyruvaat. Met ammoniak als drager, de onderzoekers zijn erin geslaagd stoffen zoals glucose te "hyperpolariseren" zonder hun chemische samenstelling te veranderen, waardoor ze het risico lopen giftig te worden.

Het is nu theoretisch mogelijk dat deze gemagnetiseerde, niet-schadelijke stoffen kunnen in het lichaam worden geïnjecteerd en worden gevisualiseerd. Omdat de moleculen gehyperpolariseerd zijn, zou het niet nodig zijn om een ​​supergeleidende magneet te gebruiken om ze te detecteren - kleiner, goedkopere magneten of zelfs alleen het aardmagnetisch veld zouden voldoende zijn.

Als de methode met succes zou worden ontwikkeld, zou een moleculaire respons in realtime en tegen lage kosten kunnen worden waargenomen, niet-toxische aard van de techniek zou de mogelijkheid van regelmatige en herhaalde scans voor patiënten introduceren. Deze factoren zouden het vermogen van de medische professie om behandelingen te controleren en te personaliseren verbeteren, mogelijk resulterend in meer succesvolle resultaten voor individuen.

"In theorie, het zou een beeldvormingstechniek opleveren die in een operatiekamer zou kunnen worden gebruikt, " voegde Duckett eraan toe. "Bijvoorbeeld, wanneer een chirurg een hersentumor bij een patiënt extraheert, streeft hij ernaar al het kankerweefsel te verwijderen en tegelijkertijd zo min mogelijk gezond weefsel te verwijderen. Met deze techniek kunnen ze kankerweefsel op een veel grotere diepte daar en dan nauwkeurig visualiseren."

Het onderzoek heeft ook het potentieel om MRI naar landen in de derde wereld te brengen die niet over de ononderbroken stroomvoorziening of infrastructuur beschikken om de huidige scanners te bedienen.

Naast de toepassingen in de geneeskunde en de algemene gezondheidszorg, de methode zou naast de milieu- en moleculaire wetenschap ook voordelen kunnen opleveren voor de chemische en farmaceutische industrie.

Dr Peter Rayner, Onderzoeksmedewerker aan de Universiteit van York, zei:"Onze methode weerspiegelt een van de belangrijkste vorderingen in magnetische resonantie in het afgelopen decennium".

Onderzoeksmedewerker, Dr. Wissam Iali heeft toegevoegd, "Aangezien magnetische resonantiespectroscopie van vitaal belang is voor de chemische en farmaceutische industrie in het VK, Ik zie aanzienlijke kansen voor hen om onze aanpak te benutten om hun concurrentievermogen te verbeteren."

Parawaterstof gebruiken om aminen te hyperpolariseren, amiden, carbonzuren, alcoholen, fosfaten en carbonaten is gepubliceerd in: wetenschappelijke vooruitgang .