Контрастные агенты Gd2O3-малослойные графитовые фрагменты для энергочувствительной компьютерной томографии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Синтезированы наночастицы 2-3 нм Gd2O3, нанесенные на малослойные графитовые фрагменты, - новые контрастные агенты для энергочувствительной компьютерной томографии на базе детекторов с возможностью счета отдельных фотонов. При графитизации поверхности этих частиц получены контрастные агенты со структурой типа ядро-оболочка Gd2O3@C. Полученные наночастицы Gd2O3 и Gd2O3@C, а также водный раствор Gd(NO3)3·6H2O и дисперсия 300-500 нм частиц Gd2O3 в желатине исследованы методом энергочувствительной компьютерной томографии. При одинаковых концентрациях гадолиния наибольшее поглощение рентгеновского излучения отмечено для Gd(NO3)3·6H2O и Gd2O3, что связано с большей плотностью этих образцов. Показано, что углерод в составе контрастных агентов не влияет на поглощение. Разработан алгоритм полуколичественного определения гадолиния методом энергочувствительной компьютерной томографии.

Об авторах

Д. А. Шашурин

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

Е. В. Суслова

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

В. А. Рожков

Международная межправительственная организация «Объединенный институт ядерных исследований»

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Dubna, 141980, Moscow oblast, Russia

Р. В. Сотенский

Международная межправительственная организация «Объединенный институт ядерных исследований»

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Dubna, 141980, Moscow oblast, Russia

О. С. Медведев

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

Г. А. Шелков

Международная межправительственная организация «Объединенный институт ядерных исследований»

Автор, ответственный за переписку.
Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Dubna, 141980, Moscow oblast, Russia

Список литературы

  1. Gomes M. J., Jaseemudheen M. M. Photon-counting detectors in computed tomography: A Review //j. Health Allied Sci. 2023. V. 13 (02). P. 147-152. https://doi.org/10.1055/s-0042-1749180
  2. Kim J., Bar-Ness D., Si-Mohamed S., Coulon P., Blevis I., Douek P., Cormode D. P. Assessment of candidate elements for development of spectral photon-counting CT specific contrast agents // Sci. Rep. 2018. V. 8. ID 12119. https://doi.org/10.1038/s41598-018-30570-y
  3. Suslova E. V., Kozlov A. P., Shashurin D. A., Rozhkov V. A., Sotenskii R. V., Maximov S. V., Savilov S. V., Medvedev O. S., Chelkov G. A. New composite contrast agents based on Ln and graphene matrix for multi-energy computed tomography // Nanomaterials. 2022. V. 12. ID 4110. https://doi.org/10.3390/nano12234110
  4. Suslova E., Shashurin D., Kozlov A., Maximov S., Rozhkov V., Sotenskii R., Savilov S., Medvedev O., Chelkov G. Development of La-graphene composite contrasting agents for photon-counting computed tomography // Func. Mater. Lett. 2022. V. 15 (7). ID 2250029. https://doi.org/10.1142/S1793604722500291
  5. Levine D., McDonald R. J., Kressel H. Y. Gadolinium retention after contrast-enhanced MRI // JAMA 2018. V. 320 (18). P. 1853-1854. https://doi.org/10.1001/jama.2018.13362
  6. Russo M., Ponsiglione A. M., Forte E., Netti P. A., Torino E. Hydrodenticity to enhance relaxivity of gadolinium-DTPA within crosslinked hyaluronic acid nanoparticles // Nanomedicine. 2017. V. 12 (18). P. 2199-2210. https://doi.org/10.2217/nnm-2017-0098
  7. Morimoto H., Minato M., Nakagawa T., Sato M., Kobayashi Y., Gonda K., Takeda M., Ohuchi N., Suzuki N. X-ray imaging of newly-developed gadolinium compound/silica core-shell particles //j. Sol. Gel. Sci. Technol. 2011. V. 59. P. 650-657. https://doi.org/10.1007/s10971-011-2540-6
  8. Fatima A., Ahmad M. W., Al Saidi A. K. A., Choudhury A., Chang Y., Lee G. H. Recent advances in gadolinium based contrast agents for bioimaging applications // Nanomaterials. 2021. V. 11 (9). ID 2449. https://doi.org/10.3390/nano11092449
  9. Bouzas-Ramos D., Canga K. C., Mayo J. C. Sainz R. M., Encinar J. R., Costa-Fernandez J. M. Carbon quantum dots codoped with nitrogen and lanthanides for multimodal imaging // Adv. Funct. Mater. 2019. V. 29. ID 1903884. https://doi.org/10.1002/adfm.201903884
  10. Tian G., Yin W., Jin J., Zhang X., Xing G., Li S., Gu Z., Zhao Y. Engineered design of theranostic upconversion nanoparticles for tri-modal upconversion luminescence/magnetic resonance/X-ray computed tomography imaging and targeted delivery of combined anticancer drugs //j. Mater. Chem. B. 2014. V. 2. P. 1379-1389. https://doi.org/10.1039/C3TB21394C
  11. Savilov S. V., Strokova N. E., Ivanov A. S., Arkhipova E. A., Desyatov A. V., Hui X., Aldoshin S. M., Lunin V. V. Nanoscale carbon materials from hydrocarbons pyrolysis: Structure, chemical behavior, utilisation for non-aqueous supercapacitors // Mater. Res. Bull. 2015. V. 69. P. 13-19. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2015.01.001
  12. Столбов Д. Н., Черняк С. А., Маслаков К. И., Кузнецова Н. Н., Савилов С. В. Пиролитический синтез малослойных графитовых фрагментов, допированных азотом и кремнием // Изв. АН. Сер. хим. 2022. № 4. C. 680-685. https://www.elibrary.ru/jdxsxa
  13. Kozlov A., Suslova E., Maksimov S., Isaikina O., Maslakov K., Shashurin D., Savilov S., Shelkov G. The preparation of nanocomposite with a core-shell structure made of carbon matrices and lanthanum nanoparticles // Phys. Part. Nucl. Lett. 2023 V. 20. P. 1254-1258. https://doi.org/10.1134/S1547477123050473
  14. Park S. E., Kim J. G., Hegazy M. A. A., Cho M. H., Lee S. Y. A Flat-field correction method for multi energy detector based micro-CT. In Proceedings of the medical imaging 2014: Physics of medical imaging / Eds B. R. Whiting, C. Hoeschen. SPIE Medical Imaging: San-Diego, CA, USA, 2014. ID 90335N. https://doi.org/10.1117/12.2043317
  15. Кочубей Д. И., Канажевский В. В. Рентгеновская спектроскопия поглощения - инструмент для исследования и создания новых материалов // Химия в интересах устойчив. развития. 2013. Т. 21 (1). С. 21-36. https://www.elibrary.ru/xqgfxn
  16. Вацюк А. В., Ингачева А. С., Чукалина М. В. Алгебраические методы реконструкции в задачах томографии // Сенсорные системы. 2018. Т. 32 (1). С. 83-91. https://doi.org/10.7868/S0235009218010122

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023