ASELSAN-ove studije magnetskih čestica

Snimanje magnetskim česticama (MPG) nova je metoda snimanja koja se pojavila 2005. godine. Magnetske nanočestice koje se mogu davati u tijelo na različite načine (vaskularni pristup, disanje, lokalna injekcija itd.) Mogu se slikati pomoću magnetskih polja s MPG-om. MPG ima prednosti poput upotrebe nanočestica na bazi željeznog oksida koje ne štete tijelu, slike visoke rezolucije mogu se dobiti u stvarnom vremenu ili gotovo u stvarnom vremenu, bilo koji dio tijela može se gledati bez dubinskih ograničenja, a ionizirajuće zračenje ne koristi. U tijeku su istraživačka istraživanja o primjeni MPG-a u širokom spektru medicinskih primjena, poput angiografije, snimanja tumora, snimanja krvarenja unutar tijela, praćenja matičnih stanica i funkcionalnog snimanja mozga.

Osnovni operativni principi metode snimanja magnetskim česticama

Magnetske nanočestice, promjera promjera od 5 nm do 100 nm, obično se sastoje od jezgre željeznog oksida (Fe304 / Fe2O3) i polimera presvučenog oko te jezgre. Željezni oksid pokazuje superparamagnetska svojstva u tim promjerima. Drugim riječima, dok je njihova prosječna magnetizacija nula kada u okolišu nema magnetskog polja, kada se magnetsko polje primijeni, oni se brzo magnetiziraju u smjeru ovog polja. Oblaganje jezgri polimerom sprečava spajanje čestica i sprječava uništavanje imunološkog sustava tijela. Na taj se način produžava vrijeme cirkulacije nanočestica u tijelu. Uz to, moguće je funkcionalizirati nanočestice vezanjem molekula poput antitijela, lijekova, enzima, nukleinskih kiselina na polimere. Dakle, česticama se mogu dati svojstva kao što su vanjski prikaz, vezivanje za ciljne stanice (npr. Tumorske stanice), transport i otpuštanje lijeka.

Snimanje magnetskih čestica, zbog svog naziva, može se zamijeniti sa snimanjem magnetske rezonancije (MRI). Međutim, ove dvije metode međusobno se potpuno razlikuju i po principu rada i po dobivenim slikama. Dok se tkiva MRI anatomski promatraju, tkiva se ne vide na MPG slikama, prikazuju se samo magnetske nanočestice dane tijelu. Dakle, anatomska slika i slika nanočestica ne interferiraju jedna s drugom i slika se može napraviti ovisno o apsolutnoj gustoći nanočestica.

U MPG metodi stvara se zona (zona bez magnetskog polja - MAB) u kojoj je magnetsko polje nulirano u prikazanom području. Budući da je gustoća magnetskog polja oko MAB mala, vektori magnetizacije nanočestica u ovom području nalaze se u slučajnim smjerovima. Što je dalje od MAB-a, to je intenzitet magnetskog polja veći. Magnetizacija nanočestica u intenzivnom magnetskom polju poravnana je u istom smjeru kao i primijenjeno magnetsko polje (stanje magnetskog zasićenja). Kada se primijeni homogeno magnetsko polje s vremenskim promjenama, to magnetsko polje ne može reagirati jer su nanočestice koje nisu MAB u zasićenom stanju. Nanočestice oko MAB brzo reagiraju i magnetiziraju se. Ovaj signal za magnetizaciju prima se primanjem zavojnica. MAB se skenira elektronički i / ili mehanički unutar područja slike kako bi se dobila slika proporcionalna gustoći nanočestica.

Studije u ASELSAN-u

Na svijetu još ne postoji komercijalni MPG uređaj u ljudskoj veličini. U istraživačkom centru ASELSAN razvijen je jedinstveni prototip MPG sustava. Uzimajući u obzir interventne primjene, predložena je nova arhitektura otvorenog ruba i dobiven je američki patent. U ovom se sustavu u tkivu skenira linearno područje bez magnetskog polja, čime se dobiva visok omjer signala i šuma, a moguće je brže skeniranje velikih površina. Međutim, otvorene konfiguracije puno su ugodnije za pacijente od zatvorenih sustava. U prototipu sustava ASELSAN MPG, koji može skenirati područje promjera 60 mm, moći će se provoditi eksperimenti na malim životinjama. U sustavu su napravljena mjerenja razlučivosti i osjetljivosti, a izvedeni su i fantomski eksperimenti kako bi se pokazalo izvedivošću otkrivanja vaskularne okluzije.

Projektom koji se sam financira pokrenutom u kolovozu 2020. pokrenut je rad na razvoju MPG skenera u ljudskoj veličini. Također je planirano istraživanje korištenja ovog skenera za magnetsku rezonancu. Na taj se način anatomske informacije mogu dobiti MR slikama, a nanočestice se mogu vizualizirati MPG-om.