Biocompatible nanoparticles and gadolinium complexes for MRI applications

Performances of double-emulsion techniques (W/O/W and W/O/O) and ionotropic gelation process were compared to achieve encapsulation of gadolinium MRI contrast agents (GdCAs) into biocompatible polymeric nanoparticles (NPs) with high Gd-loadings. The better approach proved to be ionotropic gelation with H[Gd(DOTA)] as GdCA. Relaxometry evaluation of H[Gd(DOTA)]⊂NPs efficiency demonstrated that incorporation of H[Gd(DOTA)] inside an hydrogel matrix highly improved H[Gd(DOTA)] relaxivity. Particle efficacy as MR contrast agents was further demonstrated on a 3 T clinical imager: a significant improvement of T1- and T2- MR signals was obtained at doses much lower than the currently used.

RésuméL’encapsulation d’agents de contraste IRM à base de gadolinium (GdCAs) dans des nanoparticules (NPs) polymères biocompatibles a été réalisée par double émulsion (W/O/W et W/O/O) et gélation ionique. La gélation ionique s’avère la meilleure stratégie en présence de H[Gd(DOTA)]. L’évaluation relaxométrique des H[Gd(DOTA)]⊂NPs montre que l’incorporation de cet agent dans une matrice hydrogel exalte sa relaxivité. L’efficacité de ces NPs comme agents de contraste pour l’IRM est mise en évidence sur un imageur clinique 3 T : une amélioration significative des signaux en modes T1 et T2 est observée pour des doses bien plus faibles que ce qui est actuellement administré.