Kurzfassung

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, eine neue Klasse „aktiver“ Kontrastmittel für den in-vivo-Einsatz zu entwickeln und anzuwenden, um einem der grundlegenden Probleme der MRT, ihrer geringen Sensitivität, zu begegnen. Dabei handelt es sich um „magnetisch markierte“ Verbindungen, deren MRT-Signal um das 10 bis 10000-fache gegenüber thermisch (d.h. konventionell) polarisierten Kernen erhöht ist. Dies wird durch den sog. DNP (Dynamic Nuclear Polarisation) -Effekt erreicht, der auf dem...Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, eine neue Klasse „aktiver“ Kontrastmittel für den in-vivo-Einsatz zu entwickeln und anzuwenden, um einem der grundlegenden Probleme der MRT, ihrer geringen Sensitivität, zu begegnen. Dabei handelt es sich um „magnetisch markierte“ Verbindungen, deren MRT-Signal um das 10 bis 10000-fache gegenüber thermisch (d.h. konventionell) polarisierten Kernen erhöht ist. Dies wird durch den sog. DNP (Dynamic Nuclear Polarisation) -Effekt erreicht, der auf dem Polarisationstransfer von bei tiefen Temperaturen (1-4 K) in einem angelegtem Magnetfeld nahezu vollständig polarisierten Elektronen auf ausgewählte Kernspins beruht. Prinzipiell können mittels DNP alle MR aktiven Kerne polarisiert werden, sofern sie eine ausreichend starke dipolare Kopplung zu den hochpolarisierten Elektronen besitzen, was die universelle Einsetzbarkeit und Bedeutung des DNP-Effektes für die MRT unterstreicht. In diesem Forschungsvorhaben soll der Fokus auf die Hyperpolarisation von 13C gelegt werden, da dieses durch seinen großen Bereich der chemischen Verschiebung (wichtig zur Unterscheidung verschiedener Metabolismusprodukte) sowie günstiger MR-Parameter (lange Relaxationszeiten) die größte Anwendbarkeit in der klinischen Diagnostik verspricht.
Das Projekt gliedert sich in folgende Teilziele:

• Aufbau eines mobilen DNP-Polarisators auf Basis eines Permanentmagneten
  
• Entwicklung von 13C MRT-Methoden zur schnellen Visualisierung der räumlichen Verteilung des mit 13C angereicherten Kontrastmittels während der Lebensdauer der Hyperpolarisation mit und ohne spektroskopische Auflösung
  
• Pilotstudien zur Evaluierung der entwickelten Methoden zur Anwendung in Angiographie- und Perfusionsmessungen, sowie zur molekularen Bildgebung zur Visualisierung des Metabolismus der injizierten Komponente in verschiedenen Organen und Tumoren am Tiermodell