vol. 4 5/2015 Inżynier i Fizyk Medyczny
246
radiologia
\
radiology
artykuł naukowy
\
scientific paper
biomarkery reagujące swoiście z określonymi systemami recep-
torowymi lub też pozwalające na śledzenie określonych szlaków
metabolicznych.
Najczęściej stosowanym obecnie związkiem chemicznym
w technice hiperpolaryzacji jest kwas pirogronowy znakowany
węglem
13
C. Podlega on przemianom do kwasu mlekowego lub
do alaniny. Spektroskopia rezonansu magnetycznego (MRS)
pozwala na przestrzenne śledzenie kierunku przemian meta-
bolicznych pirogronianów, a tym samym na charakterystykę
zmian chorobowych: przemiana pirogronianów w mleczany jest
zjawiskiem typowym dla schorzeń nowotworowych (zjawisko
Warburga), natomiast przemiana w alaninę świadczy o zmianach
łagodnych. Oprócz diagnostyki, ocena procesów metabolicz-
nych ma również znaczenie w kontrolowaniu przebiegu leczenia
chorób nowotworowych. Pirogroniany są jedynym związkiem
chemicznym aktualnie zatwierdzonym przez FDA (
Food and Drug
Administration
) do badań klinicznych.
W artykule
Hiperpolaryzacyjne związki kontrastujące w obrazo-
waniu MRI. Podstawy metody
, który ukazał się w numerze 4/2015
Inżyniera i Fizyka Medycznego, przedstawiliśmy podstawy fi-
zyczne dynamicznej polaryzacji jądrowej DNP (
Dynamic Nuclear
Polarization
), która jest wykorzystywana do otrzymywania kon-
trastów umożliwiających obrazowanie molekularne w środowi-
sku magnetycznego rezonansu jądrowego [1].
Wprowadzanie tej metody do diagnostyki medycznej jest na
etapie badań przedklinicznych oraz pierwszych badań klinicz-
nych prowadzonych w kilkunastu ośrodkach na świecie. W tym
roku rozpoczęła prace pierwsza pracownia, której wyposażenie
spełnia wszystkie wymagania konieczne do wytwarzania kon-
trastów hiperpolaryzacyjnych przeznaczonych do badań u ludzi.
Znajduje się ona w Ośrodku Zintegrowanych Badań Struktural-
nych i Czynnościowych Centralnego Układu Nerwowego CNS-
Lab (Fot. 1), Instytutu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej
im. M. Nałęcza PAN i Wojskowego Instytutu Medycyny Lotniczej.
Wyposażenie stanowi skaner Discovery MR750w (USA, GE He-
althcare) razem z podwójnie strojoną cewką (
1
H/
13
C) do badań
głowy (Niemcy, Rapid Biomedical) i hiperpolaryzatorem Spin-
Lab (USA, GE Healthcare).
Niezbędny sprzęt w jednostce
prowadzącej badania z wykorzystaniem
hiperpolaryzacyjnych
związków kontrastujących
Wyposażenie pracowni prowadzącej badania z zastosowaniem
hiperpolaryzacyjnych związków kontrastujących przedstawiono
w tabeli 1. Hiperpolaryzator powinien zapewniać warunki steryl-
ności w trakcie przebiegu całego procesu [2]. Musi być umiesz-
czony w pobliżu skanera, zwykle w sąsiednim pomieszczeniu,
ze względu na konieczność podania kontrastu bezpośrednio po
jego uzyskaniu; stan hiperpolaryzacji jest krótkotrwały i trwa
tylko kilkadziesiąt sekund.
Tabela 1
: * wyposażenie wymagane w pracowni prowadzącej badania kliniczne,
** wyposażenie zalecane, # wyposażenie zalecane dla pracowni prowadzącej bada-
nia przedkliniczne metodą hiperpolaryzacyjnych związków kontrastujących
* hiperpolaryzator DNP
* tomograf rezonansu magnetycznego umożliwiający prowadzenie badań
multinuklearnej spektroskopii
* cewki nadawczo-odbiorcze do badania multinuklearnej spektroskopii
* chłodnia
** strzykawka automatyczna do podawania kontrastu
** pH-metr
** termometr zanurzeniowy
** spektroskop NMR
# stanowisko do przygotowywania hiperpolaryzacyjnych związków
kontrastujących
# waga precyzyjna
# zestaw pipet automatycznych
# vortex
# mieszadło magnetyczne
Oprócz hiperpolaryzatora oraz cewek nadawczo-odbiorczych
MR, pracownia musi posiadać dostęp do chłodni, w której będą
przechowywane związki kontrastujące. Dla przechowywania
próbek z kwasem pirogronowym zalecana jest temperatura
-20
o
C [3]. Zapobiega to degradacji kontrastu i zapewnia bez-
pieczne przechowywanie, ograniczając ryzyko rozlania we-
wnątrz zestawu.
Ponadto pracownia powinna być wyposażona w urządzenia
stosowane do kontroli jakości: pH-metr, termometr zanurzenio-
wy, spektrometr NMR, waga precyzyjna. Prowadzenie kontroli
jakości jest szczególnie ważne w procesie uczenia i szkolenia
personelu w zakresie przeprowadzania badań z wykorzysta-
niem hiperpolaryzacyjnych związków kontrastujących. W trak-
cie prowadzenia prób klinicznych kontrola jakości odbywa się
w standardzie Dobrej Praktyki Laboratoryjnej GLP (
Good Labo-
ratory Practice
) jako jeden z elementów procesów otrzymywania
kontrastów hiperpolaryzacyjnych.
Polaryzacja związków kontrastujących
Zjawisko hiperpolaryzacji, podobnie jak zjawisko magnetycz-
nego rezonansu jądrowego, dotyczy atomów posiadających
nie-zerowy spin, a więc ich jądro zbudowane jest z nieparzystej
liczby nukleonów (liczba masowa jest nieparzysta). Najczęściej
Fot. 1
Zespół hiperpolaryzacji w ośrodku CNSLab
Źródło: fot. Grzegorz Krzyżewski.
