Synthese und Anwendung von FERR-b-PEO stabilisierten SPIO Partikeln als Kontrastmittelsystem für die Magnetresonanztomographie
Creators: name: Maier, Julia
Publisher: name: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
Year: 2008
Subjects: subject: Hochschulschrift
subject: Online-Publikation
subject: 616.075

description: Durch eine neue wasserfreie Sol-Gel-Synthese wurden superparamagnetische Eisenoxid (superparamagnetic iron oxide, SPIO) Kristalle hergestellt und nach Stabilisierung mit maßgeschneiderten biomimetischen Polymeren, hinsichtlich ihrer Anwendung als Kontrastmittel für die Magnetresonanztomographie (MRT) charakterisiert.Der beschriebene Sol-Gel-Prozess basiert auf der Umsetzung von Eisen(III)acetylacetonat und Benzylalkohol bei niedrigen Temperaturen im Stahlautoklaven. Hierdurch erfolgte die Synthese von monodispersen, 18 - 20 nm (dTEM) großen und einzelkristallinen SPIOs, bestehend aus nicht-stöchiometrischem Magnetit. Zur in vivo und Langzeitstabilisierung dieser SPIOs wurden maßgeschneiderte Stabilisatorpolymere mittels Festphasenpeptidsynthese hergestellt. Diese bestehen aus einem Poly(ethylen oxid) (PEO) - Block, der sterisch stabilisiert und die Blutzirkulation verlängert, sowie einer eisenbindenden Peptidsequenz (FERR) aus dem humanen H-Ketten Ferritin, die ein stabiles Haften der Polymere an die SPIO Kristalle ermöglicht.Die auf diese Weise dargestellten langzeitstabilen Nanosuspensionen aus FERR-b-PEO funktionalisierten SPIO Kristallen verhalten sich bei Raumtemperatur superparamagnetisch und besitzen mit 94 emu/ g eine hohe Sättigungsmagnetisierung und gute NMR-Relaxivitäten. Sie eignen sich für NMR-Imaging und zeigten in ersten in vivo Versuchen gute Eigenschaften als Kontrastmittel für die MRT. Die Bluthalbwertszeit in der Ratte liegt bei 11,5 min und ermöglicht so auch eine spezifische Bildgebung, etwa nach Bindung der funktionalisierten Partikel an vaskuläre Targets.Des weiteren ist durch die Variabilität des hier beschriebenen Kontrastmittelsystems eine Vielzahl von Anwendungen im diagnostischen, aber auch im therapeutischen Bereich (z.B. in Drug- und Gene Delivery) denkbar.
description: Monodisperse superparamagnetic iron oxide (SPIO) crystals, with a diameter of 18 - 20 nm (dTEM) and consisting of non-stochiometric magnetite, were synthesized via a new non-aqueous sol-gel process, based on the reaction of iron(III)acetylacetonate and benzyl alcohol in autoclaves at low temperatures. In order to stabilize the crystals in aqueous media, tailor-made biomimetic polymers were prepared by solid phase peptide synthesis. They combine a steric shielding and circulation time enhancing PEO block, with an iron oxide adhering peptide anchor (FERR) copied from human H-chain ferritin. Resulting nanosuspensions of FERR-b-PEO stabilized SPIO are superparamagnetic at room temperature and show a high magnetization at saturation of 94 emu/ g as well as good NMRrelaxivities. In vivo tests showed the blood half live to be 11.5 min in rats, thus also allowing for a binding of functionalized particles to vascular targets resulting in specific magnetic resonance imaging.Due to their versatility and good magnetic properties FERR-b-PEO/x stabilized SPIO are promising contrasting agents for MRI. Furthermore applications in therapeutic areas such as drug delivery and gene delivery are possible.