| Название: | Разработка гибридных МРТ-контрастных агентов на основе суперпарамагнитных наночастиц ортоферрита гадолиния |
| Грантодатель: | Гранты РНФ |
| Область знаний: | 03 - Химия и науки о материалах |
| Научная дисциплина: | 03-601 - Химия новых неорганических функциональных и наноразмерных материалов |
| Ключевые слова: | оксид гадолиния, оксид железа, ортоферрит гадолиния, суперпарамагнитные наночастицы, магнитно-резонансная томография, гибридные контрастные агенты |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Попков,ВИ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 19-73-00286 |
| Финансирование 2019-20 г.: | 3 000 000 |
Аннотация
Магнитно-резонансная томография (МРТ) за последнее десятилетие стала одним из наиболее широко используемых и мощных инструментов для неинвазивной клинической диагностики благодаря высокой контрастности мягких тканей, высокого пространственного разрешения и глубины проникновения. При проведении МРТ диагностики в настоящее время используют контрастные агенты двух типов - позитивные (или T1-контрастные) и негативные (или Т2-контрастные), эффективно работающие в случае исследования кровеносных сосудов и тканей органов, соответственно. Однако в случае диагностики заболеваний и патологий развития внутренних органов использование данного метода ограничивается возможностями одномодальных (Т1 или Т2) способов визуализации с применением соответствующих контрастов. Эта ситуация привела к необходимости разработки гибридных МРТ-контрастных агентов нового поколения, сочетающих в себе функциональные возможности как позитивных, так и негативных контрастов.
Данный проект ориентирован на разработку гибридных МРТ-контрастных агентов на основе суперпарамагнитных наночастиц ортоферрита гадолиния GdFeO3, перспективных с точки зрения их возможностей оказывать как позитивное (Т1), так и негативное (Т2) контрастное действие. Научно-исследовательская деятельность, нацеленная на получение и изучение функционального поведения нового контрастного агента двойного действия на основе GdFeO3, включает в себя разработку методики синтеза суперпарамагнитных ультрадисперсных наночастиц ортоферрита гадолиния с высокой химической и фазовой чистотой, разработку методики получения устойчивых коллоидных растворов на основе порошков наночастиц GdFeO3, комплексного изучения кристаллической, магнитной и морфологической структуры полученных объектов и подробное изучение релаксационных (контрастных) свойств полученных наночастиц в рамках коллоидных растворов на их основе. В качестве основного подхода к синтезу указанных наноструктурированных веществ запланировано использование микрореакторной технологии совместного осаждения гидроксидов гадолиния и железа (III) с последующей контролируемой температурной обработкой, которые в совокупности позволят получить ультрадисперсные суперпарамагнитные наночастицы GdFeO3 - основу гибридных МРТ-контрастных агентов. Контрастные свойства полученных наночастиц ортоферрита гадолиния будут исследованы на основании их способности изменять времена релаксации Т1 и Т2 протонов водорода в коллоидных водных растворах.
Выполнение данного проекта позволит осуществить разработку высокоэффективных гибридных МРТ-контрастных агентов на основе GdFeO3 релаксационные способности которых будут находиться на уровне или превышать характеристики существующих одномодальных (Т1 или Т2) контрастных агентов и заложит основы физико-химического конструирования подобных материалов.
Ожидаемые результаты
В результате выполнения данного проекта будут получены следующие основные результаты:
- разработана методика получения высокочистых однофазных суперпарамагнитных наночастиц ортоферрита гадолиния методом микрореакторного соосаждения гидроксидов с последующей контролируемой термической обработкой;
- разработана метоика получения устойчивых коллоидных растворов на основе суперпарамагнитных наночастиц ортоферрита гадолиния
- на основании разработанных в проекте методик осуществлено получение оптимизированных по составу, структуре и устойчивости коллоидные водные растворы наночастиц ортоферрита гадолиния - основы МРТ-контрастных агентов нового поколения;
- осуществлено комплексное исследование релаксационных свойств агентов на основе суперпарамагнитных наночастиц ортоферрита гадолиния и определены перспективы их использования в качестве гибридных МРТ-контрастных препаратов для осуществления клинических процедур диагностирования заболеваний и патологий на ранних стадиях их появления;
- на основании комплекса проведенных исследований разработаны физико-химические основы конструирования гибридных контрастных материалов для магнитно-резонансной томографии.
Совокупность научно-исследовательских работ, запланированных к выполнению в рамках представленного проекта, будут проведены на высочайшем научном уровне, а полученные в результате выполнения проекта результаты позволят сделать существенный шаг к разработке и практическому применению нового поколения МРТ-контрастных гибридных агентов в медицинской клинической диагностике.
