Contribución al estudio de propiedades de la RMN para nuevas aplicaciones biomédicas relacionadas con la utilización de agentes de contraste y la absorción de potencia

Abstract

Ciertas propiedades de la resonancia magnética nuclear, RMN, podrían ser la base para un abanico de potenciales nuevas aplicaciones biomédicas como, por ejemplo: la cuantificación de agentes de contraste en imágenes de MRI, identificación de vías de metabolización y distribución de compuestos magnéticos cuando se emplean como liberadores de fármaco o marcadores celulares, el empleo de la absorción de energía durante la RMN como posible terapia térmica, el desarrollo de sistemas de termometría precisa y absoluta para tratamientos térmicos; entre otras.
Para el estudio de algunas de estas propiedades, el Laboratorio de Bioinstrumentación y Nanomedicina del Centro de Tecnología Biomédica de la Universidad Politécnica de Madrid decidió crear el área de caracterización de agentes de contraste para MRI bajo la plataforma de caracterización funcional de partículas impulsada por el Centro de Investigación Biomédica en Red-Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN). El presente trabajo se ha enfocado en el estudio de dos de estas propiedades: la cuantificación de la concentración de agentes de contraste en imágenes de MRI; y el efecto térmico de la RF en el tejido durante los experimentos de RMN.
El estudio del efecto de los agentes de contraste en las imágenes de RM ha permitido la implementación de un modelo teórico para el ajuste de los datos experimentales para la adecuada caracterización de partículas magnéticas cuando se emplean como agentes de contraste en imágenes de RM. Además, la implementación y ajuste de este modelo podría solucionar el problema de cuantificar la concentración de partículas magnéticas in vivo a partir de los datos obtenidos de las imágenes de RM mediante una herramienta computacional. Los resultados de medidas de cuantificación directamente de la información contenida en imágenes de RM in vitro son alentadores quedando pendiente la implementación en estudios in vivo.
Por otro lado, el calentamiento producido por la señal de RF en los procedimientos de MRI ha sido considerado como un efecto secundario indeseable, sin embargo se deja abierta la posibilidad del uso de la RMN como posible terapia de hipertermia. En este trabajo se ha desarrollado una metodología para medir potencias térmicas muy pequeñas de absorción de RF en pequeñas muestras cuando se realizan experimentos de RMN en presencia de campos magnéticos altos, con y sin la condición de RMN.
Los resultados muestran que cuando el fenómeno de la RMN ocurre, en algunas muestras se tiene mayor potencia térmica de la esperada, mientras que en otra ocurre lo contrario la potencia térmica es menor de la esperada. Aunque la ganancia de energía en forma de calor debida a la RMN se ha predicho teóricamente, parece ser que la medida de potencia, aunque muy pequeña, es más alta que la prevista. Por otra parte, la pérdida de potencia térmica, como la que se observado en alguna muestra, no se ha citado en la literatura. Por lo tanto, ambos fenómenos parecen ser anomalías que merecen más investigaciones.