Journal of Mazandaran University of Medical Sciences

fa کمپلکس‌های نوین گادولینیوم به عنوان عوامل کنتراست MRI Novel Gadolinium Complexes as Potential MRI Contrast Agents شیمی chemistry پژوهشي-کامل Research(Original) سابقه و هدف: تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) یکی از پرکاربردترین روش‌های تصویربرداری تشخیصی غیرتهاجمی در پزشکی است. با این حال، کنتراست ذاتی نسبتاً پایین این روش اغلب استفاده از عوامل کنتراست‌ را برای بهبود کیفیت تصاویر و افزایش دقت تشخیصی ضروری می‌سازد. عوامل کنتراست‌ مبتنی بر گادولینیوم (GBCAs) به‌طور گسترده برای این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما توسعه ترکیبات جدید با کارایی و ایمنی بالاتر همچنان از اهداف مهم پژوهشی به شمار می‌رود. این مطالعه با هدف سنتز، شناسایی و ارزیابی کمپلکس‌های جدید گادولینیومی مشتق ‌شده از لیگاندهای آمینو تری‌کربوکسیلیک اسید به‌عنوان عوامل بالقوه کنتراست ‌MRI، انجام پذیرفت. مواد و روش ‌ها: در این مطالعه تجربی – آزمایشگاهی، سه لیگاند آمینو تری‌کربوکسیلیک اسید (2، 4 و 7) سنتز شدند و سپس با یون‌های  Gd³⁺کمپلکس شدند تا به‌ترتیب کمپلکس‌های گادولینیومی 2-Gd،  4-Gdو 7-Gd حاصل شوند. شناسایی ساختاری این ترکیبات با استفاده از طیف ‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR)، طیف ‌سنجی مادون قرمز (IR)، طیف ‌سنجی جرمی و آنالیز عنصری انجام شد. ویژگی‌های زیستی و فیزیکوشیمیایی این کمپلکس‌ها از طریق آزمون‌های سمیت سلولی در شرایط آزمایشگاهی، اندازه‌گیری پارامترهای آسایش T₁ و T₂، مطالعات توزیع زیستی و بررسی‌های MRI درون‌تنی ارزیابی شدند. یافته‌ها: در میان کمپلکس‌های سنتز شده، 4-Gd و 7-Gd خواص ریلکسومتری مطلوبی نشان دادند، به‌طوری ‌که مقادیر ریلکسیویتی طولی (R₁) آن‌ها به‌ترتیب 0/73 ± 6/11 و1/21 ± 6/23 میلی‌مولار⁻¹ ثانیه⁻¹ بود. این مقادیر با عامل کنتراست‌ رایج Gd-DOTA (0/86 ± 5/95 میلی‌مولار⁻¹ ثانیه⁻¹) قابل مقایسه بودند. افزون بر این، هر دو کمپلکس سمیت سلولی اندکی نشان داده و الگوهای توزیع زیستی مشابهی با Gd-DOTA داشتند که بیانگر زیست ‌سازگاری مناسب آن‌ها است. استنتاج: کمپلکس‌های  4-Gdو 7-Gd دارای ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و زیستی امیدوار کننده‌ای هستند و می‌توانند به‌عنوان عوامل کنتراست‌زای مؤثر برای MRI مطرح شوند. با این حال، انجام مطالعات پیش‌بالینی بیش‌تر برای تأیید قابلیت کاربرد آن‌ها ضروری است. Background and purpose: Magnetic resonance imaging (MRI) is one of the most widely used noninvasive diagnostic imaging modalities in clinical practice. However, its relatively low intrinsic contrast often necessitates the use of contrast agents to improve image quality and diagnostic accuracy. Gadolinium-based contrast agents (GBCAs) are commonly used for this purpose; however, the development of new agents with improved efficacy and safety remains an important research goal. This study aimed to synthesize, characterize, and evaluate novel gadolinium complexes derived from amino tricarboxylic acid ligands as potential MRI contrast agents. Materials and methods: In this experimental study, three amino tricarboxylic acid ligands (2, 4, and 7) were synthesized and subsequently complexed with Gd³⁺ ions to generate the corresponding gadolinium complexes, designated as 2-Gd, 4-Gd, and 7-Gd. Structural characterization was performed using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, infrared (IR) spectroscopy, mass spectrometry, and elemental analysis. The physicochemical and biological properties of the complexes were evaluated using in vitro cytotoxicity assays, T₁ and T₂ relaxation measurements, biodistribution studies, and in vivo MRI experiments. Results: Among the synthesized complexes, 4-Gd and 7-Gd exhibited favorable relaxometric properties, with longitudinal relaxivity (R₁) values of 6.11 ± 0.73 and 6.32 ± 1.21 mM⁻¹s⁻¹, respectively. These values were comparable to those of the clinically used contrast agent Gd-DOTA (5.95 ± 0.86 mM⁻¹s⁻¹). Furthermore, both complexes demonstrated low cytotoxicity and biodistribution patterns similar to those of Gd-DOTA, indicating good biocompatibility. Conclusion: The findings suggest that 4-Gd and 7-Gd possess promising physicochemical and biological characteristics, supporting their potential application as effective MRI contrast agents and warranting further preclinical investigation MRI, عوامل کنتراست, کمپلکس, گادولینیوم, T1, تصویربرداری MRI, contrast agents, complex, gadolinium, T1-weighted, imaging 52 65 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-17924-3&slc_lang=fa&sid=1 Ali Vahedi Ashrafi علی واحدی اشرفی alii.vahedii@gmail.com 1003194753284600187415 1003194753284600187415 No Radiology resident, Department of Radiology and Nuclear Medicine, Faculty of Medicine, Mazandaran University of Medical Sciences, Sari, Iran رزیدنت رادیولوژی، گروه رادیولوژی و پزشکی هسته ای، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ساری، ایران Alireza Mardanshahi علیرضا مردانشاهی amardanshahi@yahoo.com 1003194753284600187416 1003194753284600187416 No Radiology resident, Department of Radiology and Nuclear Medicine, Faculty of Medicine, Mazandaran University of Medical Sciences, Sari, Iran رزیدنت رادیولوژی، گروه رادیولوژی و پزشکی هسته ای، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ساری، ایران Seyed Mohammad Abedi سید محمد عابدی mabedi167@yahoo.com 1003194753284600187417 1003194753284600187417 No Radiology resident, Department of Radiology and Nuclear Medicine, Faculty of Medicine, Mazandaran University of Medical Sciences, Sari, Iran رزیدنت رادیولوژی، گروه رادیولوژی و پزشکی هسته ای، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ساری، ایران Farnaz Godazandeh فرناز گدازنده farnaz_godazendeh@gmail.com 1003194753284600187418 1003194753284600187418 No Radiology resident, Department of Radiology and Nuclear Medicine, Faculty of Medicine, Mazandaran University of Medical Sciences, Sari, Iran رزیدنت رادیولوژی، گروه رادیولوژی و پزشکی هسته ای، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ساری، ایران Sajjad Molavipordanjani سجاد مولوی پردنجانی Sajjad.molavi@gmail.com 1003194753284600187419 1003194753284600187419 Yes Assistant Professor, Pharmaceutical Sciences Research Center, Institute of Herbal Medicines and Metabolic Disorders, Mazandaran University of Medical Sciences, Sari, Iran استادیار، مرکز تحقیقات علوم دارویی، مؤسسه داروهای گیاهی و بیماری های متابولیک، دانشگاه علوم پزشکی مازندران، ساری، ایران