Agentes con nanopartículas revelan estructura micro dañada del hueso

Por el equipo editorial de MedImaging en español
Actualizado el 03 Oct 2016

Una revolucionaria técnica de examen óseo produce imágenes con una alta resolución extrema en tres dimensiones (3D) de los huesos, sin exponer a los pacientes a la radiación de rayos X.

Imagen: Hueso bovino microdañado a la luz polarizada (A), y después de haber sido sumergido en una solución acuosa de AuNP (B) (Fotografía cortesía del Trinity College).

Desarrollada por investigadores del Trinity College de Dublín (Irlanda), en colaboración con el Colegio Real de Cirujanos en Irlanda (RCSI; Dublín, Irlanda), la técnica se basa en nanopartículas de oro (AuNP) modificadas en la superficie para emitir europio, que sirven como agente de contraste para la imagenología de fluoroscopia de la estructura ósea micro-dañada. Las nanoestructuras pueden ser utilizadas para generar mapas en 3D de las grietas formadas en el hueso dañado, ya que los nanoagentes de europio son atraídos a las superficies ricas en calcio.

Usando la microscopía de fluorescencia, de excitación de dos fotones, los investigadores fueron capaces de visualizar y comprender la manera en que los nanoagentes se unen al hueso dañado y, también, demostrar su selectividad hacia el calcio expuestos a bajas concentraciones. Según los investigadores, la técnica tendrá importantes implicaciones para el sector de la salud, ya que puede ser utilizada para diagnosticar la resistencia ósea y proporcionar un plano detallado de la extensión y la colocación exacta de cualquier debilidad o lesión. El estudio fue publicado el 8 de septiembre de 2016 en la revista Chem.

“Hemos demostrado que podemos lograr un mapa en 3D del daño en los huesos, que muestra las llamadas microgrietas, utilizando imágenes, no invasivas, de luminiscencia”, dijo el autor principal, el profesor de química, Thorri Gunnlaugsson, PhD. “El nanoagente que hemos desarrollado nos permite visualizar la naturaleza y el alcance de los daños de una manera que no era posible anteriormente. Este es un importante paso adelante en nuestro esfuerzo para desarrollar agentes de contraste dirigidos, para el diagnóstico de los huesos en aplicaciones clínicas”.

“Las técnicas actuales de rayos X nos pueden decir acerca de la cantidad de hueso presente, pero no nos dan mucha información acerca de la calidad del hueso”, agregó el profesor de anatomía, Thomas Clive Lee, MD, PhD, de la RSCI. “Mediante el uso de nuestro nuevo nanoagente para etiquetar las microfisuras y la detección con resonancia magnética, esperamos medir tanto la cantidad como la calidad del hueso, e identificar aquellos sitios de mayor riesgo de fractura e instaurar la terapia apropiada. El diagnóstico de la debilidad en los huesos antes de que se rompan, por tanto, debería reducir la necesidad de operaciones e implantes - es mejor prevenir que curar”.

Las microlesiones, inducidas por la fatiga, se pueden acumular dentro de los huesos si se produce un desequilibrio en una de las etapas del proceso de remodelación ósea. Tal fatiga puede dar como resultado el desarrollo de fracturas inducidas por el estrés o por fragilidad y enfermedades esqueléticas, en particular osteoporosis. En la actualidad, la detección, in vitro, de daños por fatiga inducida sólo es posible mediante el uso de colorantes colorimétricos, que no proporcionan suficiente contraste o diferenciación entre el daño preexistente del daño causado en vivo.

Enlaces relacionados:

Trinity College Dublin

The Royal College of Surgeons in Ireland