Abstract

Gadolinium‐based chelates are a mainstay of contrast agents for magnetic resonance imaging (MRI) in the clinic. However, their toxicity elicits severe side effects and the Food and Drug Administration has issued many warnings about their potential retention in patients' bodies, which causes safety concerns. Iron oxide nanoparticles (IONPs) are a potentially attractive alternative, because of their nontoxic and biodegradable nature. Studies in developing IONPs as T 1 contrast agents have generated promising results, but the complex, interrelated parameters influencing contrast enhancement make the development difficult, and IONPs suitable for T 1 contrast enhancement have yet to make their way to clinical use. Here, the fundamental principles of MRI contrast agents are discussed, and the current status of MRI contrast agents is reviewed with a focus on the advantages and limitations of current T 1 contrast agents and the potential of IONPs to serve as safe and improved alternative to gadolinium‐based chelates. The past advances and current challenges in developing IONPs as a T 1 contrast agent from a materials science perspective are presented, and how each of the key material properties and environment variables affects the performance of IONPs is assessed. Finally, some potential approaches to develop high‐performance and clinically relevant T 1 contrast agents are discussed.

가돌리늄 기반 킬레이트는 병원에서 쓰는 MRI(자기 공명 영상)에 쓰이는 주요 주영제입니다.

그러나, 이것들의 독성은 심각한 부작용을 유발하고 식품 의약품국(FDA)에서는 환자의 신체에 잠재적인 잔류에 대해 안전문제가 야기 될수 있음을 많이 경고를 했습니다.

산화철 나노입자(IONPs)를 독성이 없고 생분해성이기 때문에 잠재적으로 매력적인 대안입니다.

IONPs를 T 1 조영제로 개발하는 연구는 훌륭한 성과를 얻었지만, 조영제 증진에 영향을 끼치는 복잡한 상호 관련 매개 변수는 개발을 어렵게하고, T1 조영제 생성에 적합한 IONP는 아직 임상적으로 사용되지 않고 있습니다.

여기서는, MRI 조영제의 기본원리에 대해 논의하고 MRI 조영제의 현재 상태는 현제 T1 조영제의 장점과 한계 및 IONP의 가돌리늄 기반 킬레이트에 대한 안전하고 개선된 대안으로 작용할 수 있는 가능성을 중점으로 두고 검토할 것입니다.

재료과학의 관점에서 T1 조영제로 IONP를 개발함에 있어 과거의 진보와 현재의 과제가 제시되고, 각각의 주요 재료 특성 및 환경 변수가 IONP의 성능에 미치는 영향으로 평가됩니다.

마지막으로는, 고성능 및 임상 관련된 T 1 조영제를 개발하기 위한 몇 가지 잠재적인 접근법이 논의됩니다.