Quantitative in vivo analysis of the biodistribution and metabolism of iron oxide nanoparticle formulations tailored for translational medical imaging

近几年来，纳米氧化铁(IONPs)的使用一直没有明显的变化。 量身定做的特性是为了在体内开发新的技术和生物医学应用。然而，有这样的特性。 关于如何将IONPs纳入人类代谢系统的问题仍未得到回答。 周期，包括汽车修改规模的影响和汽车的功能化进程。 纳米颗粒，这是一种特殊的临床应用所必需的物质。它是一种新的、精确的生产过程。 金融机构的凝聚、降解、破坏和吸收/清除并不是完全不可能的。 理解，尤其是了解这些过程是如何受到物理污染和化学污染的影响。 三种IONPs的性质。定量研究了IONPs的生物分布、转化、代谢和代谢。 IONPs是为临床使用而开发的这些应用程序的关键一步。 建议发展一种新的定量检测方法，以进一步确定其在体内的长期存活和命运。 IONPs是通过将交流磁化率测量和磁感应强度建模技术相结合而实现的。 松弛和放射性核素标记为SPECT/CT成像。检查非同相AAC。 个人资料的易感性在很大程度上取决于病毒的数量、大小、质量和程度。 不同颗粒的团聚程度、温度和AC的磁化率测量结果无法区分。 在纳米粒子之间，铁和蛋白质(铁蛋白和含铁血黄素)、铁和铁储存在一起。 内源性铁。因此，通过体内实验和使用啮齿动物模型，可以解决这一问题。 该方法还将使我们能够定量地确定其是否完整的生物分布。 IONPs的转化、转化和部分动力学研究是其尺寸大小和表面质量的重要函数。 涂层。最初的工作将在粒子和核心直径的基础上进行，并对其进行优化，以便进行平移成像。 在磁共振成像(T1对比度)中，磁粒子成像是最新的新兴技术之一。 这些材料还将被功能化，要么是可生物降解的材料(多糖)，要么是非生物降解的材料。 可降解聚乙二醇型涂料，旨在对涂装后的表面涂料的使用效果进行综合评价。 我们还将讨论纳米粒子的新陈代谢问题和生物命运问题。 放射性核素被标记为用于SPECT/CT的显像剂，用于定量核素比较和临床评估。 它还将提供有关这些颗粒物的主要降解率的更多信息。 综上所述，我们的方法将为我们提供一个更精确、更量化的模型描述工具。 部分动力学研究和在体内发现的IONP的最终命运预测，是迈向理解的关键一步。 它们的整体毒性、新陈代谢、生命和长期的生命命运，都具有潜在的后果。 广泛的临床应用范围广泛，在那里可以直接管理IONPs。

In recent years, there has been significant use of iron oxide nanoparticles (IONPs) with  tailored properties for developing new in vivo biomedical applications. However, there  are still unanswered questions regarding the incorporation of IONPs into the metabolic  cycle, including the effect of modifying the size and functionalization of the  nanoparticles, which is essential for specific clinical uses. The exact process of  agglomeration, degradation, and absorption/clearance by the body is not completely  understood, particularly how these processes are affected by physical and chemical  properties of IONPs. Quantifying the biodistribution, transformation, and metabolism of  IONPs is an essential step in the development of these applications for clinical use. We  propose to develop a quantitative method to determine the long term in vivo fate of  IONPs by combining AC susceptibility measurements with modeling of magnetic  relaxation and radionuclide labeled SPECT/CT imaging. The out-­of-­phase AC  susceptibility profile is highly dependent on the quantity, size, and degree of  agglomeration of the particles, and AC susceptibility measurements can differentiate  between nanoparticles, iron storage proteins (ferritin and hemosiderin), and  endogenous iron. Consequently, with in vivo experiments using rodent models, this  method will allow us to quantitatively determine the complete biodistribution,  transformation, and particokinetics of IONPs as a function of their size and surface  coating. Initial work will be on particle core diameters optimized for translational imaging  in MRI (T1 contrast) and the emerging technique of Magnetic Particle Imaging. Each of  these will be functionalized with either biodegradable (polysaccharides) or non-­ degradable (polyethelene glycol) coatings, to evaluate the effect of surface coatings on  the metabolism and biological fate of nanoparticles. Select IONPs will also be  radionuclide labeled for SPECT/CT imaging for quantitative comparison and evaluation,  which will provide additional information about the degradation of the particles. In  summary, our method will provide a precise, quantitative description of the  particokinetics and ultimate fate of IONPs in vivo, a crucial step towards understanding  their overall toxicity, metabolism, and long-­term fate, with potential consequence in the  wide range of clinical applications where IONPs are administered.