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超小氧化钆点缀的介孔二氧化硅作为磁共振T_1造影剂的实验研究

安徽医科大学学报 2019 05 v.54 684-690     字体:

基金项目: 国家自然科学基金(编号:31870969)

作者:司元纯;张桂龙;王丹;吴正岩;邹多宏;陈乔尔;

关键词:氧化钆;;介孔二氧化硅;;磁共振成像;;T_1造影剂

DOI:10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2019.05.004

〔摘 要〕 目的利用超小氧化钆(Gd_2O_3)改性介孔二氧化硅(SiO_2)开发出高性能的磁共振(MRI)纳米T_1造影剂,并验证其造影性能和细胞生物安全性。方法通过探讨钆(Gd)的添加量,研究SiO_2/Gd_2O_3(氧化钆点缀的二氧化硅,记为SG)比表面积和孔径的变化规律,获取最佳的Gd添加量;通过透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱分析仪(EDS)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-OES)、3. 0 T磁共振成像仪等仪器,测量纳米复合材料形貌、磁共振性能、稳定性和生物兼容性。结果当六水合氯化钆(GdCl_3·6H_2O)添加量为0. 1 g(记为SG0. 1)时,制备的纳米复合材料具有最高的比表面积(661 cm~3/g)和孔隙率;此外TEM结果显示SG0. 1具有均一的尺寸,完整的球形,且直径约50 nm; EDS分析证实了纳米复合材料中Gd元素的存在,进一步说明Gd_2O_3被成功点缀进介孔SiO_2中;同时ICP-OES测得SG0. 1中Gd元素的质量百分比约为1. 6%;磁共振成像仪的检测结果证明SG0. 1具有超高的纵向驰豫率(45. 1 mmol~(-1)·s~(-1)),预示其超高的T_1造影性能。在pH 4. 5以上,Gd离子释放率几乎可以忽略,表明其具有较高的安全性; CCK-8实验结果表明,在SG0. 1培养牙髓干细胞(DPSCs) 24 h和48 h未见明显的细胞凋亡,预示该纳米造影剂具有良好的生物兼容性。结论成功制备出基于Gd_2O_3改性介孔SiO_2的新型磁共振T_1纳米造影剂,为其预临床研究和商业应用提供重要依据。