Synthese en oppervlakte chemie van gedopeerde hafnium oxide nanokristallen voor duale modaliteit medische beeldvorming

Nanomaterialen worden al lange tijd beschouwd als interessant voor medische beeldvorming vanwege hun unieke eigenschappen, ze variëren van 1-100 nanometer in omvang, een miljard keer kleiner dan een meter. Nanodeeltjes kunnen op zo'n manier worden ontworpen dat ze de mogelijkheid hebben om meerdere soorten beeldvorming uit te voeren, dit is waar ons onderzoek in het spel komt.

In dit onderzoeksvoorstel streven we ernaar een product te creëren dat (1) kankercellen kan richten, (2) contrast biedt voor röntgen CT (computertomografie) scans en fluorescerend (zichtbaar licht) is. Voor deze taak hebben we hafniumoxide-nanodeeltjes gekozen omdat ze stabiel, biocompatibel en erg klein zijn. Hafnium heeft een hoge dichtheid en biedt (zoals uit onze voorlopige gegevens blijkt) een beter CT-contrast dan producten die momenteel in de kliniek worden gebruikt. Om de fluorescentiefunctionaliteit te bieden, voegen we lanthanide-atomen in het deeltje in, een proces dat wordt aangeduid als "doping". Om deze atomen te beschermen tegen de omgeving, "schillen" we de deeltjes met een andere laag hafniumoxide, je kunt het vergelijken met het beschermen van voedsel door het te verpakken. Vervolgens hechten we moleculen aan het oppervlak van de deeltjes waardoor de nanodeeltjes (die een vaste stof zijn) zich gedragen als grote moleculen in water. Deze moleculen kunnen verder worden aangepast om de deeltjes in staat te stellen kankercellen te targeten. Ten slotte zullen we hun prestaties testen op gezonde cellen, kankercellen, gezonde muizen en muizen met tumoren.