金刚石粉作为磁共振成像造影剂钆的潜在替代品

斯图加特马克斯·普朗克智能系统研究所的一位科学家得到了一个意想不到的发现：纳米尺寸的金刚石颗粒原本用于完全不同的目的，但在磁共振成像实验中却发出明亮的光芒，比实际的造影剂(即造影剂)亮得多。重金属钆。

钻石粉除了用于治疗肿瘤细胞的药物输送之外，有一天能否成为一种用于MRI的新型造影剂?研究小组现已在《先进材料》上发表了他们的发现。

世界上一些最伟大的发现都是偶然发生的。虽然钻石尘作为未来MRI造影剂的潜力的发现可能永远不会被视为科学史上的转折点，但它的信号增强特性仍然是一个意想不到的发现，可能会开辟新的可能性：钻石尘即使在几天后仍然会发出明亮的光芒。被注射。这是否意味着它有一天可能成为广泛使用的造影剂钆的替代品?

这种重金属在临床上用于检测肿瘤、炎症或血管异常已有30多年的历史。它增强了受影响区域的图像亮度。然而，当注射到患者的血液中时，钆不仅会进入肿瘤组织，还会进入周围的健康组织。

它保留在大脑和肾脏中，在最后一次给药后持续数月至数年。对患者的长期影响尚不清楚。钆还会引起许多其他副作用。多年来一直在寻找替代方案。

由于斯图加特马克斯普朗克智能系统研究所实验室的意外发现，金刚石粉末(一种碳基材料)能否成为一种耐受性良好的替代品?

JelenaLazovicZinnanti博士正在开展一项实验，使用纳米尺寸的金刚石颗粒来实现完全不同的目的。这位研究科学家是MPI-IS中央科学设施医疗系统的负责人，当她将3至5纳米颗粒放入由明胶制成的微小药物输送胶囊中时，她感到很惊讶。她希望这些胶囊在受热时破裂。她认为具有高热容量的钻石粉可以提供帮助。

“我原本打算仅使用灰尘来加热载药胶囊，”耶莱娜回忆道。“我使用钆来追踪灰尘颗粒的位置。我想了解里面装有钻石的胶囊是否会更好地加热。在进行初步测试时，我感到很沮丧，因为钆会从明胶中泄漏出来，就像它泄漏出来一样血液进入患者的组织。

“我决定不使用钆。几天后，当我拍摄MRI图像时，令我惊讶的是，这些胶囊仍然很亮。哇，这很有趣，我想!钻石尘似乎比钆具有更好的信号增强特性。我没想到会这样。”

耶莱娜进一步将这些发现注入到活鸡胚胎中。她发现，虽然钆扩散到各处，但金刚石纳米粒子却留在血管中，没有泄漏出来，并且后来在核磁共振成像中闪闪发光，就像它们在明胶胶囊中一样。

虽然其他科学家发表的论文展示了他们如何使用附着在钆上的金刚石颗粒进行磁共振成像，但没有人证明金刚石粉尘本身可以作为造影剂。

两年后，耶莱娜成为一篇论文的主要作者，该论文现已发表在《先进材料》杂志上。

“为什么钻石粉尘在我们的MRI中闪闪发光对我们来说仍然是一个谜，”Jelena说，她与MPI-IS物理智能部门的MetinSitti教授和研究人员以及MPI-IS的EberhardGoering博士一起工作”邻近的研究所，MPI固态研究中心。她只能推测灰尘具有磁性的原因。

“我认为这些微小颗粒的碳具有轻微的顺磁性。这些颗粒的晶格可能存在缺陷，使其具有轻微的磁性。这就是为什么它们的行为类似于T1造影剂，例如钆。此外，我们不知道是否钻石粉尘可能有毒，未来需要仔细检查。”

如果发现金刚石粉尘是安全的并且患者耐受性良好，Jelena相信它有可能成为未来MRI扫描的新造影剂选择，它将沉积在具有异常脉管系统的组织中，例如肿瘤，但不会沉积在肿瘤等血管系统异常的组织中。健康的组织。