Ein Team von Forschern , von Wissenschaftlern der Case Western Reserve University führte , wurde eine multifunktionale Nanopartikel , die Magnetresonanztomographie ( ermöglicht entwickelt MRI ), Um Blutgefäße Plaques verursacht lokalisieren Atherosklerose . Die Technologie ist ein Schritt zur Schaffung eines nicht-invasiven Verfahren zur Identifizierung von Plaques anfällig für Bruch - Ursache Herzinfarkt und Schlaganfall - In der Zeit für die Behandlung.
Derzeit können Ärzte nur Blutgefäße, die Verengung werden durch Plaque zu identifizieren. Ein Arzt macht einen Schnitt und rutscht einen Katheter in ein Blutgefäß in den Arm , Leiste oder Hals. Der Katheter emittiert einen Farbstoff, der Röntgenstrahlen ermöglicht, die Verengung zu zeigen.
Allerdings berichten Forscher der Case Western Reserve online in der Zeitschrift Nano Letters , dass ein Nanopartikel aus einem stabförmigen Virus gebaut gemeinhin auf Tabak ortet gefunden und beleuchtet Plaque in Arterien effektiver und mit einem winzigen Bruchteil des Farbstoffs.
Noch wichtiger ist, die Arbeit zeigt, dass die maßgeschneiderten Nanopartikeln Hause in auf Plaque Biomarker . Das eröffnet die Möglichkeit , die Partikel können so programmiert, dass vulnerable Plaques von stabil , etwas ungezielte Farbstoffe allein identifizieren kann nicht sein.
" Aus der Sicht eines Chemikers ist es immer noch schwierig, Nanopartikel , die nicht kugelförmig sind , aber nicht-sphärische Materialien für medizinische Anwendungen von Vorteil sind ", sagte Nicole F. Steinmetz , Assistant Professor für Biomedizinische Technik an der Case Western Reserve . "Die Natur ist uns weit voraus . Wir sind Methoden der Natur ernten , um sie in etwas Nützliches in der Medizin zu machen. "
Die stabförmigen Nanopartikel aus Tabakmosaikvirus , winzige Rohr Organismen Pflanzenzellen infizieren , sind aber gutartige außerhalb der Anlage vorgenommen .
Steinmetz , ein Spezialist für Bioengineering Pflanzenviren , gepaart mit Xin Yu, einem Professor für Biomedizinische Technik , die bei der Entwicklung von MRT-Techniken , um Herz-Kreislauf Erkrankungen untersuchen spezialisiert . Sie schufen ein Gerät, das an Platten transportiert und konzentriert sich Imaging- Agenten .
Das Forschungsteam umfasst : Michael A. Bruckman , ein Postdoc-Forscher , und Lauren N. Randolph, ein Bachelor-Student , der Steinmetz -Labor ; Kai Jiang , Doktorand in Yu Labor ; und Leonard G. Luyt , Assistant Professor , und Emily J. Simpson , Doktorand , sowohl im Fachbereich Chemie an der Western University in London, Ontario.
Längliche Nanoteilchen haben eine höhere Wahrscheinlichkeit, aus der zentralen Durchblutung und Targeting der Gefäßwand im Vergleich zu Kugeln geschoben . Weiterhin ist die Form ermöglicht stabilere Befestigung an der Gedenktafel , so die Forscher .
Der Virusoberfläche ist modifiziert, um kurze Ketten von Aminosäuren , Peptide genannt , die das Virus in dem Stick Plaques entwickeln bilden oder bereits vorhanden tragen. Luyt und Simpson die Peptide synthetisiert .
" Die Bindung ermöglicht das Teilchen auf der Website länger zu bleiben , während die bloße Kraft ist wahrscheinlicher, abzuwaschen eine Kugel , aufgrund seiner hohen Krümmung ", sagte Yu, ein Beauftragter der Fall School of Engineering .
Der Virusoberfläche wurde ebenfalls modifiziert, um Nah-Infrarot- Farbstoffe zur optischen Abtastung verwendet, und als ein MRI- Kontrastmittel verwendet Gadoliniumionen (die mit organischen Molekülen gebunden sind, um die Toxizität des Metalls zu reduzieren) zu tragen. Sie verwendeten optischen Scans , um die Ergebnisse zu überprüfen MRI .
Durch die Oberfläche mit Gadoliniumionen Laden statt Injektion von ihnen und ließ sie frei fließen in den Blutkreislauf , erhöht der Nanopartikel die Relaxivität - oder Kontrast von gesundem Gewebe - um mehr als vier Größenordnungen .
" Die in den Blutstrom injiziert Mittel eine Relaxivität von 5, und unsere Nanopartikel eine Relaxivität von 35.000 ", so Steinmetz , der von der Case Western Reserve School of Medicine ernannt.
Das ist, weil die Nanostäbchen trägt bis zu 2.000 Moleküle des Kontrastmittels , auf die Plaque -Websites konzentrieren sie . Zweitens Anbringen des Kontrastmittels in eine Nanopartikel Gerüsts reduziert seine molekularen Taumeln Raten und führt zu zusätzlichen Relaxivität Vorteil , erklärt der Forscher.
Während die Ansicht ist besser , sie sind in der Lage, 400 -mal weniger des Kontrastmittels , weil es direkt auf Platten geliefert wird.
Die Tabak Virus-basierten Nanopartikeln , sagten sie, bietet einen weiteren Vorteil: Die meisten Nanopartikel, die entwickelt wurden, um Kontrastmittel durchführen werden auf synthetischen Materialien , von denen einige im Körper bleiben eine Weile auf der Basis .
Die Tabak -Virus wird von Protein , das der Körper ist gut ausgestattet zu handhaben und bündig aus dem System schnell gemacht .
Steinmetz und Yu, Mitglieder der Rechtssache Center for Imaging Research , jetzt vorschlagen , um die Arbeit einen Schritt weiter gehen . Sie wollen die Nanopartikel maßgeschneidert , um Ärzten zeigen, ob die Plaques sind stabil und erfordern keine Behandlung , oder sind anfällig für Bruch und einer Behandlung bedürfen. Ein Bruch löst die Kaskade von Ereignissen, die zu Herzinfarkt und Schlaganfall führen können.
Um dies zu tun , müssen sie zuerst finden verschiedene Biomarker stabiler gegenüber vulnerablen Plaques und Beschichtung der Nanopartikel mit verschiedenen Peptiden und Kontrastmittel , die die MRI ermöglichen, das eine vom anderen zu erzählen.
" Unser Verständnis von vulnerablen Plaques unvollständig ist, aber sobald wir können vulnerable Plaques aus stabilen Plaques zu diagnostizieren , wird es ein Paradigmenwechsel in der Diagnose und Prognose ", sagte Yu .
Neben der Verwendung der Technologie, um Schwachstellen zu finden , kann auch nützlich für die Bereitstellung von Arzneimitteln und die Überwachung der Behandlung ist , sagen die Forscher.