Met nanodeeltjes kun je microscheurtjes in menselijke botten zichtbaar maken zonder dat je röntgenstraling nodig hebt. En nog in 3D ook, melden Ierse onderzoekers in het nieuwe tijdschrift Chem.
Zulke scheurtjes zijn een soort vermoeidheidsverschijnsel. Ze ontstaan dagelijks wanneer het bot wordt belast. Als het goed is groeien ze net zo snel weer dicht, maar wanneer dat reparatiemechanisme het niet kan bijhouden kunnen de scheurtjes uitgroeien tot botbreuken. Dat zie je gebeuren bij osteoporose, maar soms ook bij atleten die hun skelet letterlijk overbelasten.
Om precies te zijn ontstaan die scheurtjes in het hydroxyapatiet, de harde anorganische component van het botweefsel. Hierdoor komen calciumionen (Ca2+) in dat hydroxyapatiet tijdelijk bloot te liggen. En Thorri Gunnlaugsson en collega’s van Trinity College Dublin hebben nu een contrastmiddel ontwikkeld dat specifiek aan Ca2+ bindt en zo de scheurtjes laat oplichten onder een MRI-scanner.
Voor die specifieke binding kun je bijvoorbeeld dinatriumiminodiacetaat gebruiken als tangverbinding (‘chelator’). Drie van die groepen hang je aan een organo-europiumcomplex, en een aantal van die combinaties bevestig je aan een nanogouddeeltje. Dat goud dient puur als drager; het idee is dat je op die manier minder europiumcomplexen nodig hebt dan wanneer je ze los inspuit.
Het europiumcomplex lijkt sterk op de gadoliniumcomplexen die op grote schaal worden gebruikt als contrastmiddel voor MRI-scans. In het periodiek systeem zijn die twee elementen buren, en de auteurs verwachten dat ze in deze toepassing uitwisselbaar zijn zodat je gescheurde botten ook met MRI kunt gaan scannen.
Dat ze in eerste instantie voor europium hebben gekozen, heeft te maken met het feit dat je dit element kunt laten fluoresceren in het zichtbare gebied. Zo kun je onder de microscoop zien of het contrastmiddel werkt. Om deze vorm van fluorescentie op gang te brengen moet nog wel een aparte chromofoor (linksboven in de afbeelding) worden toegevoegd, wat inhoudt dat deze versie alleen bruikbaar is voor experimenten in vitro. Bij de uietindelijke MRI-versie is die chromofoor uiteraard niet meer nodig.
Verder dan een paar van die in-vitroproefjes is Gunnlaugsson overigens nog niet.
bron: Trinity College Dublin
Nog geen opmerkingen