(PhysOrg.com) -- Onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om te verbeteren hoe hersentumoren verschijnen in MRI-scans en tijdens operaties, waardoor de tumoren gemakkelijker te identificeren en te verwijderen zijn voor chirurgen.

Wetenschappers van de Ohio State University experimenteren met verschillende nanodeeltjes waarvan ze hopen dat ze op een dag in het bloed van patiënten kunnen worden geïnjecteerd en chirurgen kunnen helpen bij het verwijderen van dodelijke hersentumoren die bekend staan ​​als glioblastomen.

In het journaal nanotechnologie, onderzoekers meldden dat ze een klein deeltje hebben vervaardigd, een nanocomposiet genaamd, dat zowel magnetisch als fluorescerend is. Deze nanocomposieten zijn nog geen twintig nanometer groot (een nanometer is een miljardste van een meter). Een vel papier, bijvoorbeeld, is ongeveer 100, 000 nanometer dik.

"Onze strategie is het combineren van twee deeltjes die verschillende eigenschappen hebben om één deeltje met meerdere eigenschappen te maken, " legde Jessica Winter uit, assistent-professor in chemische en biomoleculaire engineering en biomedische technologie aan de Ohio State.

De magnetische nanodeeltjes benadrukken kleurcontrasten binnen MRI's, waardoor artsen potentiële of bestaande kankertumoren vóór de operatie kunnen zien. De fluorescerende nanodeeltjes kunnen de kleur veranderen die de tumor in de hersenen vertoont wanneer deze onder een speciaal licht wordt gezien.

Neurologische chirurgen zouden baat kunnen hebben bij een multifunctioneel deeltje waarmee ze de tumor beter kunnen zien met een MRI vóór de operatie, en dan fysiek zien tijdens de operatie, zei Winter.

"We proberen een enkel nanocomposiet te ontwikkelen dat magnetisch is - zodat je preoperatieve MRI kunt doen - en dat fluorescerend is - zodat wanneer neurologische chirurgen een operatie ondergaan, ze kunnen een licht op de tumor laten schijnen en het zal een specifieke kleur geven, zoals groen, bijvoorbeeld. Vervolgens, de chirurg kan eenvoudig al het groen verwijderen, ' zei Winter.

"Met traditionele magnetische contrastmiddelen, je krijgt een MRI, maar je zult niets zien tijdens de operatie, " voegde ze eraan toe.

Winters studie leverde overtuigend bewijs dat een deeltje met dubbele eigenschappen kan worden gevormd. Echter, deze multifunctionele deeltjes kunnen niet worden gebruikt voor dier- of menstesten omdat het fluorescerende deeltje, cadmiumtelluride, is giftig.

"We werken momenteel aan een alternatief fluorescerend deeltje dat is samengesteld uit koolstof. Dit zal de complicaties elimineren die optreden bij het innemen van de cadmiumtelluridedeeltjes, ' zei Winter.

Patiënten met een specifieke vorm van dodelijke hersentumor, glioblastoom, kunnen profiteren van Winters werk. Glioblastomen bevinden zich meestal in de temporale, of frontale kwab van de hersenen, en tumoren die zich daar bevinden, zijn moeilijk te zien en te verwijderen.

De combinatie van de twee deeltjes kan artsen zowel voor als tijdens de operatie helpen om een ​​hersentumor te verwijderen, zei Winter.

Een van de successen bij het maken van het nieuwe nanocomposietdeeltje was hoe ze het deden, zei Winter. Het is normaal gesproken moeilijk om dergelijke deeltjes te combineren, een proces dat bekend staat als doping.

De onderzoekers van de staat Ohio volgden een aanpak die nog niet eerder was geprobeerd. Ze kozen ervoor om hun fluorescerende deeltje bij extreem hoge temperaturen bovenop hun magnetische deeltje te binden.

De sleutel is dat onze synthese wordt gedaan bij behoorlijk hoge temperaturen - ongeveer 350 graden Celsius (ongeveer 660 graden Fahrenheit), " legde Winter uit. "De synthese was onverwacht, maar tegelijkertijd cool en we waren opgewonden toen we zagen wat we kregen."

De primaire neurologische chirurg die samenwerkt met Winter en haar team, een assistent-professor bij de afdeling Neurologische Chirurgie, Atoom Sarkar, hoopt de aanpak ooit op dieren te testen. Maar eerst moeten ze een deeltje produceren dat geen giftige ingrediënten bevat. Als de resultaten bemoedigend blijven, Winter is optimistisch dat soortgelijke multifunctionele deeltjes binnen de komende vijf jaar een innovatief onderdeel van neurologische chirurgie kunnen worden.