MR-Angiographie von Venen mit superparamagnetischen Eisenoxidpartikeln als angiographisches Kontrastmittel: Experimentelle Studie an Ratten mit venösen Thromben definierten Alters

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die MR-angiographische Detektion und Charakterisierung von Throm-ben in venösen Gefäßen. Estmalig wurden dazu eisenhaltige Nanopartikel (DDM 43/34) in der Dosis von 30 mol / kg eingesetzt. Sid sollten histologisch nachgewiesen werden. Dazu wurden in 6 Altersgruppen á 7 Tieren, 3 Kontrolltiere und je ein Tier zur Überprüfung der Laserinduktion bzw. elektrischen Herbeiführung eines intravalsalen Gerinnsels untersucht. Ein Thrombosemodell bei der Ratte sollte etabliert werden. Die Induktion mittels Strom und Laserstrahlen führten zu histologisch unbefriedigenden Ergebnissen. Durch die histologische und MR-tomographische Untersuchung (klinisches Gerät mit 1,5 Tesla) von unterschiedlich alten an der Vena jugularis von Wistar- Ratten mittels Thrombin chirurgisch induzieten Blutkoageln konnte in diesem Versuchsvorhaben folgendes gezeigt werden: Thromben werden in der MR- Angiographie als Signalaussparungen dargestellt. Mit der SPIO-unterstützten MRA lassen sich im Tierexperiment ein ausreichender Gefäßkontrast erzielen und Thromben sicher darstellen. Aufgrund der Größe der Veränderungen (Blutkoageln) erschweren histologisch inkomplette Darstellungen und angiographisch Partialvolumeneffekte den Vergleich von angiographischem und histologischem Ergebnis. Klinische MR-Tomographen erreichen keine lichtmikroskopische Genauigkeit und benötigen sehr lange Aufnahmezeiten. Dies führt am lebenden Subjekt zu schlechter MR-Bildqualität aufgrund von Verwacklungen. Das Kontrastmittel DDM43/34 kann für eine angiographische Wirkung extrem niedrig dosiert werden. Dies war der erste Einsatz von Nanopartikeln zur Darstellung und Charakterisierung von Thromben. Wenn die Partikel z.B. mit geeigneten Antikörpern gegen Epitope von Thromben versehen werden können, ist diese Idee (bei zunehmender Auflösungs- kraft der MR- Tomographen) weiterhin reizvoll und erfolgversprechender. Zur Zeit bietet der Einsatz von DDM 43/34 in der MR-Angiographie eine gute Aus-sagekraft über das Vorhandensein oder Fehlen, aber nur eine bedingte Aussagekraft über die Morphologie von intravasalen Blutkoageln der Ratte.

A study was performed to detect and characterize thrombi in venous vessels by MR Angio-graphy. This was for the first time done using iron-based nanoparticles (DDM 43/34) at a dosage of 30 micromol/kg. For histologic demonstration of the nanoparticles, 42 rats having received DDM 43/34 (6 thrombus age groups each comprising 7 animals) and 3 controls without DDM 43/34 administration were examined. One animal each was killed to examine intravascular thrombus induction by laser and electric current. The 42 animals examined angiographically and histologically immediately after administration of DDM 43/34 all showed a thrombus about 1 cm in length which did not extend beyond the vascular diameter of 2 mm. Another aim was to establish a thrombus model in rats. Histology showed that thrombus induction by electric current and laser beams did not produce adequate results. Histology and MR angiography (1.5-Tesla clinical MR imager) of thrombi of different age induced surgically by means of thrombin in the jugular vein of Wistar rats yielded the following results: Thrombi are depicted by MR angiography as signal voids. SPIO- enhanced MR angiography achieves adequate vessel contrast and reliable thrombus detection in animal experiments. As a result of the size of the lesions (thrombi), incomplete histologic specimens and partial volume effects at MR angiography make it difficult to compare the results of angiography and histology. Clinical MR imagers have al lower resolution than light microscopy and image acquisition time is very long, resulting in poor image quality in living animals due to blurring. The contrast medium DDM 43/34 has angiographic effects at extremely low doses. This study for the first time used nannoparticles for the visualization and characterization of thrombi. Further investigations are worthwhile and more promising if, for instance, the particles can be coupled with suitable antibodies directed against epitopes of thrombi (and the resolution of MR imagers is improved further). With current technology, the use of DDM 43/34 in MR angiography provides good information on presence or absence but only moderate information on the morphology of thrombi in rats.