(PhysOrg.com) -- Het ontwikkelen van gevoeligere methoden voor biomedische beeldvorming die effectief zijn met minimale hoeveelheden contrastmiddelen, is een belangrijke uitdaging bij de vroege en nauwkeurige diagnose van ziekten.

Een nieuwe klasse materialen die veelbelovend lijkt in deze zoektocht, werd in 2006 geïntroduceerd door Prof. Wenbin Lin van de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill. Sindsdien, dit opkomende gebied is snel gegroeid naarmate nieuwe materialen met verbeterde eigenschappen worden ontdekt. Wenbin Lin en Joseph Della Rocca presenteren de vooruitgang op dit gebied in de Microreview gepubliceerd in de Europees tijdschrift voor anorganische chemie .

Magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) is een niet-invasieve techniek die is gebaseerd op de detectie van heroriëntaties van kernspins in een magnetisch veld, die, echter, is relatief ongevoelig en vertrouwt doorgaans op grote doses toegediende contrastmiddelen om adequaat onderscheid te maken tussen normale en zieke weefsels.

Nanoscale Metal-Organic Frameworks (NMOF's) zijn combinaties van metalen en organische moleculen op nanoschaal die onbeperkte mogelijkheden bieden voor het ontwerpen van taakspecifieke moleculen. Ze zijn intrinsiek biologisch afbreekbaar, en hun hoge porositeit maakt ze ideaal voor gerichte afgifte van ingesloten middelen. Ze kunnen specifiek gericht zijn op bepaalde delen van het lichaam. Naast een schat aan toepassingen op andere gebieden, deze eigenschappen maken NMOF's ook zeer geschikt voor gebruik in biologische systemen en met name als effectievere contrastmiddelen bij lagere doses. Naast Gd-carboxylaatmaterialen, NMOF's op basis van Fe, mn, en Zn werden onderzocht.

Coatings zoals amorf silica, biocompatibele polymeren, en polyoxometalaat-peptide hybride bollen werden gebruikt om de stabiliteit te verbeteren, dispergeerbaarheid, en biocompatibiliteit van NMOF's. Verder, sommige systemen gedoteerd met lanthaniden werden bestudeerd als potentiële multimodale contrastmiddelen.

De in vivo en in vitro effectiviteit van deze middelen is aangetoond. Bijvoorbeeld, ijzercarboxylaat NMOF's gemodificeerd met biocompatibele polymeren werden gebruikt voor het afbeelden van de lever en milt van Wistar-ratten. Silica-gecoat, peptide-gerichte Mn NMOF's bleken in vitro selectief te worden opgenomen door een menselijke colonkankercellijn. Eindelijk, een veelzijdig ijzercarboxylaatsysteem dat post-synthetisch is gemodificeerd om een ​​fluorofoor of een chemotherapeuticum te bevatten, vertoonde sterke fluorescentie bij afgifte uit het raamwerk en vertoonde cytotoxiciteit vergelijkbaar met cisplatine tegen colonkankercellen.