Nuovi agenti di contrasto per tomografia M.R.I.

Obiettivo della seguente tesi è descrivere i principi che stanno alla base del funzionamento della tecnica di Risonanza Magnetica Imaging (M.R.I.) e perché viene accostata a complessi polidentati, gli agenti di contrasto (C.A.). La risonanza magnetica nucleare sfrutta le proprietà magnetiche dei nuclei che compongono il campione che si intende studiare per evidenziare anomalie tissutali o la struttura stessa del campione. Questa tecnica negli anni è passata dall'ambito puramente chimico/fisico anche al campo biologico e medico proprio per via delle sue molteplici applicazioni pratiche. La sua scoperta è relativamente recente: a partire dagli studi condotti da Bloch e Purcell nel 1946 si giunse dopo un solo decennio al primo spettro di risonanza di una proteina (ribonucleasi). Nel 1965 venne applicata con successo la trasformata di Fourier grazie all'opera di Ernst. Infine, nel 1973 si arrivò allo sviluppo di immagini di risonanza magnetica nucleare grazie agli studi condotti da Mansfield. In ambito chimico e fisico oggi la risonanza magnetica nucleare viene sfruttata per indagare la struttura di sistemi macromolecolari complessi (come le proteine) oppure per studiare la struttura di una molecola ignota, o per verificare se una reazione di sintesi ha portato alla molecola di prodotto desiderata. Consente insomma di condurre una vasta gamma di analisi di tipo qualitativo su numerosi campioni. A seguito delle ricerche condotte da Mansfield nel 1973 il settore biologico ha mostrato un sempre crescente interesse verso la risonanza magnetica nucleare in quanto poter osservare un organo, o un apparato del corpo umano senza eseguire una operazione chirurgica si dimostrò rivoluzionario. Un aspetto che rende ulteriormente sensazionale questa tecnica è la grande definizione delle immagini: è infatti possibile distinguere in modo chiaro e nitido tessuti diversi adiacenti gli uni agli altri. Da questa maggior disponibilità di informazioni dettagliate è scaturito un incessante processo innovativo delle tecniche per eseguire operazioni chirurgiche con l'intento di renderle sempre più precise e meno invasive per il paziente. Questo discorso appare chiaro se si pensa che nel 1993 erano operativi circa 6000 strumenti per la risonanza magnetica nucleare: dopo solo 22 anni, nel 2015, gli strumenti per la risonanza magnetica nucleare sono passati a oltre 25000. La principale fonte di problemi riguardo all'applicabilità della risonanza magnetica nucleare a soggetti umani fu rappresentata dai tempi di acquisizione delle immagini: andavano accelerati i tempi di acquisizione delle immagini. A questo scopo furono sviluppati i primi mezzi di contrasto. Funzione dell'agente di contrasto è infatti quella di variare il tempo di rilassamento dei protoni dell'acqua ad esso coordinata, permettendo quindi di: evidenziare differenze strutturali tra i vari tipi di tessuto, fornendo allo stesso tempo una informazione aggiuntiva di tipo fisiologico; ma soprattutto accorciare i tempi di acquisizione delle immagini da parte dello strumento.