Cerium Oxide Nanoparticles and Gadolinium Integration: Synthesis, Characterization and Biomedical Applications

· Linköping Studies in Science and Technology. Dissertations Sách 1 · Linköping University Electronic Press
5,0
1 bài đánh giá
Sách điện tử
48
Trang
Điểm xếp hạng và bài đánh giá chưa được xác minh  Tìm hiểu thêm

Giới thiệu về sách điện tử này

A challenging task, in the area of magnetic resonance imaging is to develop contrast enhancers with built-in antioxidant properties. Oxidative stress is considered to be involved in the onset and progression of several serious conditions such as Alzheimer’s and Parkinson’s disease, and the possibility to use cerium-contained nanoparticles to modulate such inflammatory response has gained a lot of interest lately. The rare earth element gadolinium is, due to its seven unpaired f-electrons and high symmetry of the electronic state, a powerful element for contrast enhancement in magnetic resonance imaging. Chelates based on gadolinium are the most commonly used contrast agents worldwide. When introducing external contrast agents there is always a risk that it may trigger inflammatory responses, why there is an urgent need for new, tailor-made contrast agents.

Small sized cerium oxide nanoparticles have electronic structures that allows coexistence of oxidation states 3+ and 4+ of cerium, which correlates to applicable redox reactions in biomedicine. Such cerium oxide nanoparticles have recently shown to exhibit antioxidant properties both in vitro and in vivo, via the mechanisms involving enzyme mimicking activity.

This PhD project is a comprehensive investigation of cerium oxide nanoparticles as scaffold materials for gadolinium integration. Gadolinium is well adopted into the crystal structure of cerium oxide, enabling the combination of diagnostic and therapeutic properties into a single nanoparticle. The main focus of this thesis project is to design cerium oxide nanoparticles with gadolinium integration. A stepwise approach was employed as follows: 1) synthesis with controlled integration of gadolinium, 2) material characterization by means of composition crystal structure, size, and size distribution and 3) surface modification for stabilization. The obtained nanoparticles exhibit remarkable antioxidant capability in vitro and in vivo. They deliver strongly enhanced contrast per gadolinium in magnetic resonance imaging, compared to commercially available contrast agents.

A soft shell of dextran is introduced to encapsulate the cerium oxide nanoparticles with integrated gadolinium, which protects and stabilizes the hard core and to increases their biocompatibility. The dextran-coating is clearly shown to reduce formation of a protein corona and it improves the dispersibility of the nanoparticles in cell media. Functionalization strategies are currently being studied to endow these nanoparticles with specific tags for targeting purposes. This will enable guidance of the nanoparticles to a specific tissue, for high local magnetic resonance contrast complemented with properties for on-site reduced inflammation.

In conclusion, our cerium oxide nanoparticles with integrated gadolinium, exhibit combined therapeutic and diagnostic, i.e. theragnostic capabilities. This type of nanomaterial is highly promising for applications in the field of biomedical imaging.

Xếp hạng và đánh giá

5,0
1 bài đánh giá

Xếp hạng sách điện tử này

Cho chúng tôi biết suy nghĩ của bạn.

Đọc thông tin

Điện thoại thông minh và máy tính bảng
Cài đặt ứng dụng Google Play Sách cho AndroidiPad/iPhone. Ứng dụng sẽ tự động đồng bộ hóa với tài khoản của bạn và cho phép bạn đọc trực tuyến hoặc ngoại tuyến dù cho bạn ở đâu.
Máy tính xách tay và máy tính
Bạn có thể nghe các sách nói đã mua trên Google Play thông qua trình duyệt web trên máy tính.
Thiết bị đọc sách điện tử và các thiết bị khác
Để đọc trên thiết bị e-ink như máy đọc sách điện tử Kobo, bạn sẽ cần tải tệp xuống và chuyển tệp đó sang thiết bị của mình. Hãy làm theo hướng dẫn chi tiết trong Trung tâm trợ giúp để chuyển tệp sang máy đọc sách điện tử được hỗ trợ.