Kurzfassung

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Etablierung der PHIP („Para-Hydrogen Induced Polarization“) –verstärkten Magnetresonanztomographie (MRT) in Mainz. Der PHIP-Effekt ermöglicht die Hyperpolarisation von Atomkernen (z.B. des Protons oder von Kohlenstoff-13 (13C)) und damit eine Verstärkung des MRT-Signals um den Faktor 10 bis –im Extremfall- 10000. Damit kann ein wesentliches Problem der MRT, nämlich ihre begrenzte Sensitivität, behoben oder drastisch vermindert werden. Erste Anwendungen...Ziel des Forschungsvorhabens ist die Etablierung der PHIP („Para-Hydrogen Induced Polarization“) –verstärkten Magnetresonanztomographie (MRT) in Mainz. Der PHIP-Effekt ermöglicht die Hyperpolarisation von Atomkernen (z.B. des Protons oder von Kohlenstoff-13 (13C)) und damit eine Verstärkung des MRT-Signals um den Faktor 10 bis –im Extremfall- 10000. Damit kann ein wesentliches Problem der MRT, nämlich ihre begrenzte Sensitivität, behoben oder drastisch vermindert werden. Erste Anwendungen unseres Kooperationspartners zeigen, dass auch Substanzen wie L-DOPA, Aminosäuren oder bestimmte Inhalationsnarkotika mittels PHIP hyperpolarisiert werden können. Damit rückt eine molekulare und/oder zelluläre Bildgebung mit MRT in den Bereich des Machbaren. In einem ersten Schritt soll zunächst die erforderliche Messtechnik beschafft (Spule für Kohlenstoff-13) bzw. entwickelt und optimiert (MRT-Sequenzen für Kohlenstoff-13) werden. Ein erster Test dieser Entwicklungen soll dann an CO2 erfolgen, dessen Kohlenstoffatome durch 13C substituiert wurden. Dies wird erstmals die Darstellung eines atemphysiologisch relevanten Gases in der Lunge ermöglichen. In weiteren Schritten sollen anschließend die MRT-Eigenschaften von PHIP-markierten Substanzen wie beispielsweise Ethylvinyläther/Diethyläther untersucht werden, ihre MRT-Eigenschaften (T1- und T2-Relaxationszeiten) gemessen und daraus eine optimierte Bildgebungstechnik zur Darstellung PHIP-markierter Substanzen mittels der 13C-MRT in-vivo entwickelt werden. Die genannten Substanzen dienen zunächst als einfache Modelle für Inhalationsnarkotika, weitere Substanzen befinden sich derzeit in der Diskussion und werden während der Projektlaufzeit hinzukommen. Mit der PHIP-MRT wird ein leistungsfähiges neues Messverfahren mit großem Potential in Mainz zur Verfügung stehen. Durch parallel am Institut für Physik und am Max-Planck-Institut für Polymerforschung laufende Weiterentwicklung der PHIP-Polarisationstechnik, die sich derzeit noch in den Anfangsschuhen befindet, dürfte der Standort Mainz seine international besondere Stellung in der Herstellung und medizinischen Anwendung hochpolarisierter Substanzen massiv weiter ausbauen.» weiterlesen» einklappen