Las imágenes de partículas magnéticas ( MPI ) son una técnica tomográfica no invasiva emergente que detecta directamente trazadores de nanopartículas superparamagnéticas . La tecnología tiene aplicaciones potenciales en imágenes de diagnóstico y ciencia de materiales . Actualmente, se utiliza en la investigación médica para medir la ubicación tridimensional y la concentración de nanopartículas . Las imágenes no utilizan radiación ionizante y pueden producir una señal a cualquier profundidad dentro del cuerpo. MPI fue concebido por primera vez en 2001 por científicos que trabajaban en el laboratorio Royal Philips Research en Hamburgo .. El primer sistema se estableció y se informó en 2005. Desde entonces, la tecnología ha sido avanzada por investigadores académicos en varias universidades de todo el mundo. Los primeros escáneres MPI comerciales han estado disponibles recientemente a través de Magnetic Insight y Bruker Biospin .
El hardware utilizado para MPI es muy diferente al de MRI . Los sistemas MPI utilizan campos magnéticos cambiantes para generar una señal a partir de nanopartículas de óxido de hierro superparamagnético (SPIO). Estos campos están diseñados específicamente para producir una sola región libre de campo magnético. Solo se genera una señal en esta región. Se genera una imagen moviendo esta región a través de una muestra. Dado que no hay SPIO natural en el tejido , solo se detecta una señal del trazador administrado. Esto proporciona imágenes sin fondo. La MPI a menudo se usa en combinación con técnicas de imágenes anatómicas (como CT o MRI ) que brindan información sobre la ubicación del marcador.
Las imágenes de partículas magnéticas combinan una alta sensibilidad del trazador con una resolución submilimétrica . La formación de imágenes se realiza en un rango de milisegundos a segundos. El trazador de óxido de hierro utilizado con MPI es eliminado naturalmente por el cuerpo a través del sistema de fagocitos mononucleares . Las nanopartículas de óxido de hierro se descomponen en el hígado , donde el hierro se almacena y se usa para producir hemoglobina. Los SPIO se han utilizado anteriormente en humanos para la suplementación con hierro y la obtención de imágenes del hígado .
Los primeros resultados de MPI in vivo proporcionaron imágenes de un corazón de ratón latiendo en 2009. Con más investigación, esto podría eventualmente usarse para imágenes cardíacas en tiempo real . [1]
MPI tiene numerosas aplicaciones en el campo de la investigación oncológica. La acumulación de un trazador dentro de los tumores sólidos puede ocurrir a través de la permeabilidad mejorada y el efecto de retención . Esto se ha utilizado con éxito para detectar sitios de tumores en ratas. [2] La alta sensibilidad de la técnica significa que también es posible obtener imágenes de micrometástasis a través del desarrollo de nanopartículas dirigidas a las células cancerosas . La MPI se está investigando como una técnica clínica de detección alternativa a la medicina nuclear para reducir la exposición a la radiación en las poblaciones de riesgo.
Al etiquetar células terapéuticas con nanopartículas de óxido de hierro, MPI les permite rastrearlas por todo el cuerpo. Esto tiene aplicaciones en medicina regenerativa e inmunoterapia contra el cáncer . Las imágenes se pueden utilizar para mejorar el éxito de la terapia con células madre al seguir el movimiento de estas células en el cuerpo. [3] El marcador es estable mientras está etiquetado en una celda y permanece detectable después de 87 días. [4]