초록 ▼

●T2 조영효과를 극대화한 다중영상 나노조영제 개발
- MRI 조영효과가 뛰어난 것으로 보고된 망간-산화철 나노입자를 이용하여 γ -PGA/MnFe2O4 /PLL(PEG) 나노겔을 합성하였음. T2 조영효과를 측정한 결과, multi-core 형태의 경우 382.6 mM-1S-1으로 조영효과가 매우 높음을 확인함
- 또한 형광카메라로 촬영한 결과 다양한 파장대에서 형광 신호가 검출됨
●심근염 단계에 따른 실시간 염증부위 진행정도 진단 가능성 제시
- 형광자성나노입자를 이용하여 심근염 염증 모델을 이용해 MRI

●T2 조영효과를 극대화한 다중영상 나노조영제 개발
- MRI 조영효과가 뛰어난 것으로 보고된 망간-산화철 나노입자를 이용하여 γ -PGA/MnFe2O4 /PLL(PEG) 나노겔을 합성하였음. T2 조영효과를 측정한 결과, multi-core 형태의 경우 382.6 mM-1S-1으로 조영효과가 매우 높음을 확인함
- 또한 형광카메라로 촬영한 결과 다양한 파장대에서 형광 신호가 검출됨
●심근염 단계에 따른 실시간 염증부위 진행정도 진단 가능성 제시
- 형광자성나노입자를 이용하여 심근염 염증 모델을 이용해 MRI 및 형광이미지를 통해 염증부위를 실시간으로 진단할 수 있음을 제시함
- MRI를 이용한 심근염의 실시간 진행정도 진단을 위해 형광자성나노입자의 투여 농도를 달리 하여 심근염 진단을 실시한 결과 5 mg Fe/kg 이상의 투여 농도에서 염증 관찰이 되는 것을 확인함
- 현재 임상에서 사용되어지고 있는 MRI 진단 기법들과 비교해 보았을 때 기존의 기법들에 비해 높은 정밀도의 진단정확도를 보여줌
●항CD3 항체를 도입하여 T 임파구 표적기능의 다중영상용 나노조영제 개발
- T 임파구 표적 자성나노입자의 표적능력을 검증하기 위해 MACS를 이용해 rat spleen에서 T 임파구를 분리하여 배양액 상에서 제작한 T 임파구 표적 자성나노 입자를 처리하여 형광 영상을 통해 살펴본 결과 T 임파구에 해당 나노입자가 잘 uptake 되어 있는 것을 확인함
- 심근염 유도 후 각 day 별로 FACS 분석을 수행한 결과 심근염 초기 단계에 T 임파구가 높은 비율로 발현되는 것을 확인함.
이를 통해 제작한 조영제를 이용하여 심근염 초기 단계에 MRI 영상을 통해 조기진단할 수 있는 가능성을 제시함
●면역억제제에 의한 심근염 예방 및 치료효과를 실시간 모니터링함으로써 새로운 치료제 개발 평가에 활용할 수 있는 가능성 제시
- 면역억제제로 잘 알려진 사이클로스포린의 치료효과 가능성을 알아보기 위해 사이클로스포린의 0-20 mg/kg까지 투여농도를 각각 달리하여 각 군 별 몸무게 변화 측정 및 심전도 검사를 실시함. 실험 결과 사이클로스포린에 의해 심근염 염증이 치료됨을 관찰함
- 형광자성나노입자를 이용하여 MRI를 통해 관찰 가능성을 살펴보기 위해 사이클로스포린을 투여하여 심근염 치료를 유도하고 각 시기별로 형광자성나노입자를 투여한 후 MR 촬영을 수행한 결과, 이 기법을 통해 심근염에 대한 치료효과를 실시간으로 모니터링 할 수 있음을 보여줌
●MRI를 이용한 고해상도 3차원 영상으로 진단 정확도 향상기술 제시
- 생검을 실시하기에 앞서 3차원 영상획득을 하게 될 경우 정확한 위치를 알려줄 수 있어 생검의 진단정확도를 높일 수 있음.
그러나 심장 자체의 움직임으로 인해 생체 MR 이미징을 통한 심장의 3차원 영상 획득은 매우 어려움
- 3차원 영상 재구성 영상기술 구축을 위해 망간을 이용한 2차원 T1강조영상을 심근에서 얻음. 해당 결과를 이용하여 최단간선 결정을 통한 mesh model을 생성하여 높은 해상도의 3차원 심근영상을 구현함

Abstract ▼

Ⅰ. Purpose
The aim of this study is to exploit a immune cell-targeted nanoparticle-based contrast agent with magnetic and fluorescent properties for in vivo imaging of autoimmune myocarditis animal, and to improve diagnosis probability by biopsy guidance with this multi-functional contrast agent.

Ⅰ. Purpose
The aim of this study is to exploit a immune cell-targeted nanoparticle-based contrast agent with magnetic and fluorescent properties for in vivo imaging of autoimmune myocarditis animal, and to improve diagnosis probability by biopsy guidance with this multi-functional contrast agent.

Ⅱ. Contents
●To develop the magneto-fluorescent nanoparticles for improving the T2 relaxivity value more than 250 mM-1s-1
●To obtain the high resolution MRI/FI images with information on immune cell and diagnosis of inflammatory progress by inflammatory degree of myocardial inflammation in myocarditis rat model
●To develop of T cell targeted multi-functional nano-sized contrast agent by conjugating with anti-CD3 antibodies
●To investigate the target character of macrophage/T cell in in vivo myocarditis rat model with developed T cell targeted multi-functional nano-contrast agent, and develop for novel early-diagnosis method combined with 3D MRI/FI imaging applying the infiltration behavior of macrophages and T cells
●To suggest the possibility of improved diagnosis technique for more deliberate biopsy guidance using high resolution 3D images

III. Results
●Development of multi-functional nano-sized contrast agent having maximized T2 contrast effect
- In condition of multi-core shape, this nanogels’ s T2 relaxivity was 382.6 mM-1S-1
- The various fluorescent waves were detected with this nanogel
●The possibility of real time diagnosis of inflammation process
- Suggestion that MRI/FI imaging could diagnose the inflammatory sites in real time using MR/FI multi-functional nanoparticles
- Verification that the MRI could diagnosis the real-time progress of the myocarditis by varying the dose of the MRI/FI nanoparticles
- Showing the high diagnostic accuracy compared with MRI method currently used in clinic
●Development of multi-functional T cell targeted nano-sized contrast agent using the anti-CD3 antibodies
- Synthesis of T cell targeted nanoparticles with SPDP linker and SMCC linker- Verification that this multi-functional nanoparticle could target the primary T cells extracted from rat spleen
●Suggestion of 3D MRI method for improved diagnostic accuracy
- Acquisition the two-dimensional T1-weighted cardiac MR images with Mn iron for 3D image reconstruction techniques

IV. Expected contribution
●It could be expected that clinical application of molecular imaging for patients with myocarditis should be advanced by MRI/FI fusion imaging method combined with T cell/macrophage targeted contrast agent