- •«Российский национальный исследовательский медицинский
- •3.4. Просвечивающая электронная микроскопия……………………………...34
- •2. Обзор литературы
- •2.1. Наночастицы магнетита, их свойства и возможности использования в фармакологии и медицине.
- •2.1.1. Наночастицы магнетита, основные свойства.
- •2.1.2. Магнитные свойства нчож. Суперпарамагнетизм и ферримагнетизм.
- •2.2.Протонная релаксометрия.
- •2.3. Применение наночастиц магнетита в качестве основы для контрастного средства при мрт диагностике.
- •2.3.1. Метод мрт-диагностики.
- •2.3.2.Клиническое применение мрт.
- •2.3.3. Показаниями для проведения мрт с контрастным средством.
- •2.3.4. Противопоказания к мрт
- •2.4. Классификация магнитно-резонансных контрастных средств.
- •2.5. Взаимодействие наночастиц оксида железа с клетками. Роль стабилизации.
- •3.Материалы и методы.
- •3.1. Методика экспериментального исследования
- •3.2.Исследуемые соединения и реактивы.
- •3.3. Методика получения суперпарамагнитных и ферримагнитных
- •3.4. Просвечивающая электронная микроскопия
- •3.5.Измерения протонно-релаксационных свойств нчож.
- •3.6.Клеточная культура фибробластов крысы.
- •3.7.Мтт-тест
- •3.8. Методы статистической обработки данных.
- •4. Результаты и их обсуждение.
- •4.1.Синтез растворов на основе наночастиц.
- •4.2.Анализ кривых спада времен релаксации.
- •4.3.Оценка влияния соединений железа на жизнеспособность фибробластов мтт-тестом.
министерство здравоохранения российской федерации
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Российский национальный исследовательский медицинский
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.И.ПИРОГОВА»
министерствА здравоохранения российской федерации
Медико-биологический факультет
Кафедра биохимии
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Чистотиной Елены Анатольевны
«Магнитные наночастицы, как средство влияния на релаксационные свойства водородосодержащих биологических сред»
Специальность-060112 «Медицинская биохимия»
Допущена к защите : " " ____ 2013 г. Работа выполнена:
Кафедра молекулярной Заведующий кафедрой фармакологии и радиобиологии
им П.В.Сергеева
биохимии, академик РАМН, МБФ РНИМУ им.Н.И.Пирогова
профессор А.И. Арчаков ___________
Куратор: Научный руководитель:
Вареница А.И. , доцент_ Семейкин А.В. , к.м.н., доцент_
Москва 2013________
Оглавление
1.Введение……………………………………………………………..............5
2.Обзор литературы…………………………………………………………...7
2.1.Наночастицы магнетита, их свойства и возможности использования в фармакологии и медицине……………………………………………………….7
2.1.1. Наночастицы магнетита, основные свойства……………………............7
2.1.2.Магнитные свойства НЧОЖ. Суперпарамагнетизм и ферримагнетизм..............................................................................................10
2.2. Протонная релаксометрия …………………………………………............11
2.3. Применение наночастиц магнетита в качестве основы для контрастного средства при МРТ диагностике…………………………………………………16
2.3.1. Метод МРТ-диагностики………………………. ………………………16
2.3.2.Клиническое применение МРТ…………………………………………...17
2.3.3.Показаниями для проведения МРТ с контрастным средством…………………………………………………………………….....19
2.3.4.Противопоказания к МРТ…………………………………………………20
2.4.Классификация магнитно-резонансных контрастных средств…………...25
2.5.Взаимодействие наночастиц оксида железа с клетками. Роль стабилизации…...............................................................................................27
3.Материалы и методы……………………………………………………….31
3.1. Методика экспериментального исследования…………………………….32
3.2.Исследуемые соединения и реактивы……………………………………...31
3.3. Методика получения суперпарамагнитных и ферримагнитных
наночастиц сложного оксида железа…………………………………………...33
3.4. Просвечивающая электронная микроскопия……………………………...34
3.5.Измерения протонно-релаксационных свойств НЧОЖ…………………...34
3.6.Клеточная культура фибробластов крысы………………………………....37
3.7.МТТ-тест……………………………………………………………………..38
3.8. Методы статистической обработки данных……………………………….40
4. Результаты и их обсуждение………………………………………………41
4.1.Синтез растворов на основе наночастиц…………………………………...41
4.2.Анализ кривых спада времен релаксации………………………………….44
4.3.Оценка влияния соединений железа на жизнеспособность фибробластов МТТ-тестом……………………………………………………………………....48
Выводы……………………………………………………………………….51
Список литературы…………………………………………………………..52
Список сокращений
SPIO - суперпарамагнитный оксид железа
НЧОЖ - наночастицы оксида железа
ЯМР- ядерно-магнитный резонанс
МРТ - магнитно-резонансная томография
МРВ - магнитно-резонансная визуализация
МРКС - магнитно-резонансные контрастные средства
РЭС - ретикуло-эндотелиальная система
ГЭБ - гемато-энцефалический барьер
РЧИ - радиочастотный импульс
RV- резовист
1.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.