Gd2O3–Carbon Nanoflakes (CNFs) as Contrast Agents for Photon-Counting Computed Tomography (PCCT)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

2–3 nm Gd2O3 nanoparticles deposited on carbon nanoflakes were prepared. These are new contrast agents for photon-counting computed tomography based on detectors allowing counting of separate photons. Contrast agents of the Gd2O3@C core–shell structure were prepared by graphitization of the surface of these particles. The Gd2O3 and Gd2O3@C nanoparticles obtained, aqueous solution of Gd(NO3)3·6H2O, and a dispersion of 300–500 nm Gd2O3 particles in gelatin were studied by photon-counting computed tomography. At equal gadolinium concentrations, the highest X-ray absorption was noted for Gd(NO3)3·6H2O and Gd2O3, which is associated with higher density of these samples. Carbon in the contrast agents does not affect the absorption. An algorithm was developed for semiquantitative determination of gadolinium by photon-counting computed tomography.

Sobre autores

D. Shashurin

Faculty of Basic Medicine, Moscow State University

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

E. Suslova

Faculty of Basic Medicine, Moscow State University

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

V. Rozhkov

International Intergovernmental Organisation “Joint Institute for Nuclear Research,

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Dubna, 141980, Moscow oblast, Russia

R. Sotenskiy

International Intergovernmental Organisation “Joint Institute for Nuclear Research,

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Dubna, 141980, Moscow oblast, Russia

O. Medvedev

Faculty of Basic Medicine, Moscow State University

Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

G. Shelkov

International Intergovernmental Organisation “Joint Institute for Nuclear Research,

Autor responsável pela correspondência
Email: acjournal.nauka.nw@yandex.ru
Dubna, 141980, Moscow oblast, Russia

Bibliografia

  1. Gomes M. J., Jaseemudheen M. M. Photon-counting detectors in computed tomography: A Review //j. Health Allied Sci. 2023. V. 13 (02). P. 147-152. https://doi.org/10.1055/s-0042-1749180
  2. Kim J., Bar-Ness D., Si-Mohamed S., Coulon P., Blevis I., Douek P., Cormode D. P. Assessment of candidate elements for development of spectral photon-counting CT specific contrast agents // Sci. Rep. 2018. V. 8. ID 12119. https://doi.org/10.1038/s41598-018-30570-y
  3. Suslova E. V., Kozlov A. P., Shashurin D. A., Rozhkov V. A., Sotenskii R. V., Maximov S. V., Savilov S. V., Medvedev O. S., Chelkov G. A. New composite contrast agents based on Ln and graphene matrix for multi-energy computed tomography // Nanomaterials. 2022. V. 12. ID 4110. https://doi.org/10.3390/nano12234110
  4. Suslova E., Shashurin D., Kozlov A., Maximov S., Rozhkov V., Sotenskii R., Savilov S., Medvedev O., Chelkov G. Development of La-graphene composite contrasting agents for photon-counting computed tomography // Func. Mater. Lett. 2022. V. 15 (7). ID 2250029. https://doi.org/10.1142/S1793604722500291
  5. Levine D., McDonald R. J., Kressel H. Y. Gadolinium retention after contrast-enhanced MRI // JAMA 2018. V. 320 (18). P. 1853-1854. https://doi.org/10.1001/jama.2018.13362
  6. Russo M., Ponsiglione A. M., Forte E., Netti P. A., Torino E. Hydrodenticity to enhance relaxivity of gadolinium-DTPA within crosslinked hyaluronic acid nanoparticles // Nanomedicine. 2017. V. 12 (18). P. 2199-2210. https://doi.org/10.2217/nnm-2017-0098
  7. Morimoto H., Minato M., Nakagawa T., Sato M., Kobayashi Y., Gonda K., Takeda M., Ohuchi N., Suzuki N. X-ray imaging of newly-developed gadolinium compound/silica core-shell particles //j. Sol. Gel. Sci. Technol. 2011. V. 59. P. 650-657. https://doi.org/10.1007/s10971-011-2540-6
  8. Fatima A., Ahmad M. W., Al Saidi A. K. A., Choudhury A., Chang Y., Lee G. H. Recent advances in gadolinium based contrast agents for bioimaging applications // Nanomaterials. 2021. V. 11 (9). ID 2449. https://doi.org/10.3390/nano11092449
  9. Bouzas-Ramos D., Canga K. C., Mayo J. C. Sainz R. M., Encinar J. R., Costa-Fernandez J. M. Carbon quantum dots codoped with nitrogen and lanthanides for multimodal imaging // Adv. Funct. Mater. 2019. V. 29. ID 1903884. https://doi.org/10.1002/adfm.201903884
  10. Tian G., Yin W., Jin J., Zhang X., Xing G., Li S., Gu Z., Zhao Y. Engineered design of theranostic upconversion nanoparticles for tri-modal upconversion luminescence/magnetic resonance/X-ray computed tomography imaging and targeted delivery of combined anticancer drugs //j. Mater. Chem. B. 2014. V. 2. P. 1379-1389. https://doi.org/10.1039/C3TB21394C
  11. Savilov S. V., Strokova N. E., Ivanov A. S., Arkhipova E. A., Desyatov A. V., Hui X., Aldoshin S. M., Lunin V. V. Nanoscale carbon materials from hydrocarbons pyrolysis: Structure, chemical behavior, utilisation for non-aqueous supercapacitors // Mater. Res. Bull. 2015. V. 69. P. 13-19. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2015.01.001
  12. Столбов Д. Н., Черняк С. А., Маслаков К. И., Кузнецова Н. Н., Савилов С. В. Пиролитический синтез малослойных графитовых фрагментов, допированных азотом и кремнием // Изв. АН. Сер. хим. 2022. № 4. C. 680-685. https://www.elibrary.ru/jdxsxa
  13. Kozlov A., Suslova E., Maksimov S., Isaikina O., Maslakov K., Shashurin D., Savilov S., Shelkov G. The preparation of nanocomposite with a core-shell structure made of carbon matrices and lanthanum nanoparticles // Phys. Part. Nucl. Lett. 2023 V. 20. P. 1254-1258. https://doi.org/10.1134/S1547477123050473
  14. Park S. E., Kim J. G., Hegazy M. A. A., Cho M. H., Lee S. Y. A Flat-field correction method for multi energy detector based micro-CT. In Proceedings of the medical imaging 2014: Physics of medical imaging / Eds B. R. Whiting, C. Hoeschen. SPIE Medical Imaging: San-Diego, CA, USA, 2014. ID 90335N. https://doi.org/10.1117/12.2043317
  15. Кочубей Д. И., Канажевский В. В. Рентгеновская спектроскопия поглощения - инструмент для исследования и создания новых материалов // Химия в интересах устойчив. развития. 2013. Т. 21 (1). С. 21-36. https://www.elibrary.ru/xqgfxn
  16. Вацюк А. В., Ингачева А. С., Чукалина М. В. Алгебраические методы реконструкции в задачах томографии // Сенсорные системы. 2018. Т. 32 (1). С. 83-91. https://doi.org/10.7868/S0235009218010122

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».