تصویربرداری ذرات مغناطیسی (MPI) یک روش تصویربرداری توموگرافی است که برای تعیین توزیع فضایی مواد مغناطیسی تزریق شده در جریان خون استفاده می شود. نانوذرات ابرپارامغناطیسی مبتنی بر اکسید آهن به عنوان ماده مناسبی برای هدف این روش تصویربرداری کاملاً جدید استفاده می شود.
مفهوم MPI در سال 2001 توسط دکتر برنهارد گلیچ در آزمایشگاه های تحقیقاتی فیلیپ در آلمان ابداع شد. این روش برای تعیین غلظت محلی و توزیع فضایی آنها از مزایای پاسخ نانوذرات اکسید آهن ابرپارامغناطیسی به یک میدان مغناطیسی نوسانی بهره می برد.
MPI اولین کاربرد پزشکی را نشان می دهد که در آن نانوذرات صرفاً وسیله حمایتی حمایتی نیستند (مانند تصویربرداری با تشدید مغناطیسی) ، بلکه منبع واحد سیگنال و بنابراین تنها ماده سازنده تجسمی است. بنابراین نانوذرات اکسید آهن معمولاً به عنوان ردیاب و نه ماده حاجب شناخته می شوند.
قابلیت هایی مانند وضوح مکانی و زمانی بسیار بالا ، عدم نیاز به تابش یونیزه و ایجاد تصاویر سه بعدی با کنتراست عالی ، MPI را از سایر روش های تصویربرداری که قبلاً در پزشکی تثبیت شده اند ، متمایز می کند. این امر مستعد ابتلا به MPI برای تعداد بیشماری از کاربردهای پزشکی مختلف ، مانند اقدامات مداخله ای و تشخیصی قلب و عروق ، و همچنین ردیابی و برچسب گذاری سلول است.
تصویربرداری عروقی
تصویربرداری عروقی در حال حاضر توسط اشعه ایکس و آنژیوگرافی تفریق دیجیتال ، یا توموگرافی کامپیوتری و آنژیوگرافی تشدید آهنربا انجام می شود. دو مورد اخیر هنوز استاندارد طلایی برای اهداف تشخیصی هستند ، در حالی که آنژیوگرافی تفریق دیجیتال به عنوان روش انتخابی برای اهداف مداخله ای در نظر گرفته می شود.
با این وجود ، تمام روش های فوق الذکر پزشکان و بیماران را با مقدار قابل توجهی اشعه یونیزان سنگین می کند. این همان جایی است که MPI به عنوان یک گزینه جالب و مناسب برای اهداف تشخیصی وارد عمل می شود. علاوه بر این ، از ویژگی های تصویربرداری سریع 3D همراه با ابزارهای مخصوص روکش شده می توان برای مداخلات هدایت شده تصویر استفاده کرد.
شرکت سازنده Bruker اسکنرهای پیش بالینی MPI با کیفیت بالا ارائه می دهد که تصاویر سه بعدی را در فواصل میلی ثانیه می دهد. این می تواند تصویربرداری حداکثر 46 جلد در ثانیه را انجام دهد ، که تصویربرداری از فعالیت های بیولوژیکی را در زمان واقعی با تفکیک مکانی برابر (یا بالاتر) در مقایسه با توموگرافی انتشار پوزیترون امکان پذیر می کند.
تصویربرداری سلولی و هدفمند
میل نانوذرات ابرپارامغناطیسی مبتنی بر اکسید آهن نسبت به سلولهای سیستم رتیکولواندوتلیال برای تصویربرداری التهاب (به عنوان مثال ، در آرتروز یا پلاک های آترواسکلروتیک) استفاده شده است. کاربرد MPI به تصویربرداری از تومور نیز گسترش یافته است ، جایی که نفوذ پذیری افزایش یافته و اثر بازداشت عروق تومور مورد بهره برداری قرار گرفت.
نانوذرات اکسید آهن همچنین می تواند با پوشش های مختلف اصلاح شود ، به ویژه با افزودن لیگاند (به عنوان مثال پپتیدها ، آنتی بادی ها یا پلی ساکاریدها) برای هدف گذاری فعال. یک روش ممکن دیگر این است که سلولهای خاصی را با این نانوذرات ex vivo برچسب گذاری کنیم و سپس مهاجرت آنها را در داخل بدن کنترل کنیم.
اکثر این سناریوها هنوز نیاز به ارزیابی در ارگانیسم انسان دارند ، اما با ایجاد سیستم MPI تجاری برای حیوانات کوچک توسط بروکر ، گامی بزرگ در مسیر درست برداشته شده است. توزیع سه بعدی نانوذرات اکسید آهن تجویز شده با استفاده از سیگنال 25 کیلوهرتز می تواند از هر عمق درون حیوان به آرامی ضبط شود ، که انعطاف پذیری بالا را در انتخاب مناطق مورد علاقه امکان پذیر می کند.