Nano-radiotrazadores y nanopartículas superparamagnéticas: síntesis, propiedades y aplicaciones en imagen molecular

Abstract

Las nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro son unos de los materiales más utilizados actualmente en biomedicina. Debido a su extendido uso, la búsqueda de nuevos procedimientos de síntesis que sean rápidos y reproducibles es un campo de investigación todavía en crecimiento. En este trabajo de investigación se han desarrollado nuevos métodos de síntesis dirigidas por microondas para obtener este tipo de nanomateriales de forma rápida y reproducible produciendo nanopartículas con una alta estabilidad coloidal y excelentes características fisicoquímicas. Además, se ha utilizado esta aproximación para generar una nueva familia de nanopartículas con un radioisótopo incorporado en el núcleo, formando sondas para imagen bimodal PET/MRI. Este tipo de compuestos, conocidos como nano-radiotrazadores, combinan las mejores cualidades de la nanotecnología con lo mejor de la radioquímica lo que ha llevado, a lo largo de este trabajo, a la obtención de imágenes de alta calidad tanto por PET como por MRI. Por último, la elevada superficie específica de todos los nanosistemas obtenidos junto con las herramientas apropiadas que aporta la química orgánica, ha permitido su funcionalización con diferentes biomoléculas produciendo una amplia variedad de nuevas sondas para su aplicación en imagen molecular. Estas nuevas sondas han posibilitado la detección de factores de riesgo asociados con el desarrollo de enfermedades cardiovasculares como son la formación de placa de aterosclerosis vulnerable, la producción de fenómenos de angiogénesis y la sobreexpresión de neutrófilos en inflamación...

Nowadays superparamagnetic iron oxide nanoparticles are one of the most important nanomaterial in biomedicine. The search of fast and reproducible methods is a growing research field due to the extended use of iron oxide nanoparticles. In the present work, a new method, based on microwave-driven synthesis, has been developed obtaining iron oxide nanoparticles in a fast and reproducible method. Samples showed high colloidal stability and excellent physicochemical properties. In addition, this approach has been used to generate a new family of nanoparticles with a radioisotope incorporated in the core, producing bimodal PET/MRI probes. These kinds of compounds, known as nanoradiotracers, combine the best of nanotechnology with the best of radiochemistry. This fact has allowed, throughout this work, to obtain high quality images in both PET and MRI. Finally, organic chemistry protocols were used to functionalize the surface of the nanoparticles with different biomolecules producing a wide variety of new probes for its use in molecular imaging. These new probes have enabled the detection of risk factors associated with the development of cardiovascular diseases such as vulnerable plaque in atherosclerosis, integrin overexpression in angiogenesis phenomena and overexpression of neutrophils in inflammation...