Vysokoškolská učebnice, která se zaměřuje na základy lékařské fyziky, zejména na biofyziku.

• MeSH
• biofyzika MeSH
• fyzika MeSH
• lékařství MeSH

• Konspekt
• Lékařské vědy. Lékařství
• Učební osnovy. Vyučovací předměty. Učebnice
• NLK Obory
• lékařství
• fyzika, biofyzika
• NLK Publikační typ
• učebnice vysokých škol

19F magnetic resonance imaging (MRI) using fluoropolymer tracers has recently emerged as a promising, non-invasive diagnostic tool in modern medicine. However, despite its potential, 19F MRI remains overlooked and underused due to the limited availability or unfavorable properties of fluorinated tracers. Herein, we report a straightforward synthetic route to highly fluorinated 19F MRI nanotracers via aqueous dispersion polymerization-induced self-assembly of a water-soluble fluorinated monomer. A polyethylene glycol-based macromolecular chain-transfer agent was extended by RAFT-mediated N-(2,2,2-trifluoroethyl)acrylamide (TFEAM) polymerization in water, providing fluorine-rich self-assembled nanoparticles in a single step. The resulting nanoparticles had different morphologies and sizes ranging from 60 to 220 nm. After optimizing their structure to maximize the magnetic relaxation of the fluorinated core, we obtained a strong 19F NMR/MRI signal in an aqueous environment. Their non-toxicity was confirmed on primary human dermal fibroblasts. Moreover, we visualized the nanoparticles by 19F MRI, both in vitro (in aqueous phantoms) and in vivo (after subcutaneous injection in mice), thus confirming their biomedical potential.

• MeSH
• akrylamid MeSH
• lidé MeSH
• magnetická rezonanční tomografie metody   MeSH
• myši MeSH
• nanočástice * chemie   MeSH
• polymerizace MeSH
• voda * MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• myši MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Infusing pancreatic islets into the portal vein currently represents the preferred approach for islet transplantation, despite considerable loss of islet mass almost immediately after implantation. Therefore, approaches that obviate direct intravascular placement are urgently needed. A promising candidate for extrahepatic placement is the omentum. We aimed to develop an extracellular matrix skeleton from the native pancreas that could provide a microenvironment for islet survival in an omental flap. To that end, we compared different decellularization approaches, including perfusion through the pancreatic duct, gastric artery, portal vein, and a novel method through the splenic vein. Decellularized skeletons were compared for size, residual DNA content, protein composition, histology, electron microscopy, and MR imaging after repopulation with isolated islets. Compared to the other approaches, pancreatic perfusion via the splenic vein provided smaller extracellular matrix skeletons, which facilitated transplantation into the omentum, without compromising other requirements, such as the complete depletion of cellular components and the preservation of pancreatic extracellular proteins. Repeated MR imaging of iron-oxide-labeled pancreatic islets showed that islets maintained their position in vivo for 49 days. Advanced environmental scanning electron microscopy demonstrated that islets remained integrated with the pancreatic skeleton. This novel approach represents a proof-of-concept for long-term transplantation experiments.

• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Contactless digital tags are increasingly penetrating into many areas of human activities. Digitalization of our environment requires an ever growing number of objects to be identified and tracked with machine-readable labels. Molecules offer immense potential to serve for this purpose, but our ability to write, read, and communicate molecular code with current technology remains limited. Here we show that magnetic patterns can be synthetically encoded into stable molecular scaffolds with paramagnetic lanthanide ions to write digital code into molecules and their mixtures. Owing to the directional character of magnetic susceptibility tensors, each sequence of lanthanides built into one molecule produces a unique magnetic outcome. Multiplexing of the encoded molecules provides a high number of codes that grows double-exponentially with the number of available paramagnetic ions. The codes are readable by nuclear magnetic resonance in the radiofrequency (RF) spectrum, analogously to the macroscopic technology of RF identification. A prototype molecular system capable of 16-bit (65,535 codes) encoding is presented. Future optimized systems can conceivably provide 64-bit (~10^19 codes) or higher encoding to cover the labelling needs in drug discovery, anti-counterfeiting and other areas.

• MeSH
• lanthanoidy * MeSH
• lidé MeSH
• magnetická rezonanční spektroskopie MeSH
• magnetismus MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Učebnice Základy lékařské fyziky srozumitelně popisuje základní fyzikální vztahy a metody, se kterými se student může nejčastěji setkat v klinické nebo experimentální medicíně. Lékařská fyzika je specifická tím, že se zabývá aplikací fyzikálních metod na živý organismus. Je tedy interdisciplinárním vědním oborem, který spojuje fyziku a biologické vědy. Věříme, že páté, aktualizované vydání této knihy, které je rozšířené o nové kapitoly a doplněné novými obrázky, si opět najde své čtenáře nejen z lékařských, ale i dalších oborů, např. z biomedicínského inženýrství.Metody, které jsou v učebnici vysvětleny, se zakládají na různých fyzikálních principech. Některé z nich, např. používání optických zvětšovacích čoček nebo rentgenového záření, jsou známé více než 100 let, jiné nacházejí díky technologickému pokroku uplatnění až v poslední době: z diagnostických nástrojů můžeme zmínit např. zobrazování magnetickou rezonancí nebo pozitronovou emisní tomografií, z terapeutických použití Leksellova gama nože.Čtenář by měl po prostudování této knihy získat ucelený přehled o možnostech využití různých fyzikálních metod v medicíně. Měl by být schopen fyzikální vztahy uvedené v učebnici chápat v širších souvislostech a popsané metody aplikovat v jednotlivých lékařských oborech.

• Klíčová slova
• Lékařské obory,
• MeSH
• biofyzika MeSH
• fyzika MeSH
• lékařství MeSH

• NLK Obory
• lékařství
• fyzika, biofyzika

• Publikační typ
• abstrakt z konference MeSH

The ultimate goal of this project is to improve care about the patients with cancer by developing new noninvasive diagnostic and possibly also theranostic imaging tools based on polysaccharide materials. They may serve as customizable toolbox-like carriers selectively delivering active imaging components (such as gadolinium complexes suitable for magnetic resonance imaging, fluorescent dyes or radionuclides) to the solid tumor tissue with self-targeting effect due to size (EPR effect) or due to selective binding to cancer cell-specific structures (ligand targeting). Polysaccharides represent nontoxic natural-sourced biodegradable biocompatible polymer carriers from renewable resources with promising properties for such use in medicine. The active ligand-based targeting will be due to affinity of D-galactosylated structures (such as guar gum itself) to asialoglycoprotein receptors highly overexpressed in hepatocellular carcinomas or based on muscarinic and benzodiazepine receptor ligands that tightly bind to melanoma cells.

Hlavním cílem projektu je zlepšení péče o onkologické pacienty vyvinutím nových diagnostik pro neinvazivní zobrazování založených na polysacharidických materiálech. Tyto systémy mohou sloužit jako adaptovatelné molekulární stavebnice pro cílené doručení aktivních komponent (gadoliniové komplexy pro zobrazování magnetickou rezonancí, fluorescenční barviva nebo radionuklidy) do tkáně pevných nádorů se samocílícím efektem díky velikosti (EPR efekt) nebo díky selektivní vazbě na nádorové buňky (ligandové cílení). Polysacharidy představují biodegradovatelné polymerní nosiče přírodního původu z obnovitelných zdrojů s výhodnými vlastnostmi pro taková použití v medicíně. Aktivní cílení bude dáno afinitou D-galaktosylovaných struktur k asialoglykoproteinovým receptorům, které jsou vysoce exprimované v hepatocelulárních karcinomech, a na pevné vazbě ligandů pro muskarinové a benzodiazepinové receptory na melanomové buňky.

• MeSH
• glykogen MeSH
• karcinom diagnostické zobrazování   MeSH
• magnetická rezonanční tomografie metody   MeSH
• melanom diagnostické zobrazování   MeSH
• nádory diagnostické zobrazování   MeSH
• polysacharidy MeSH

• Konspekt
• Patologie. Klinická medicína
• NLK Obory
• onkologie
• radiologie, nukleární medicína a zobrazovací metody
• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Cíl: Představujeme radiofrekvenční objemovou cívku s pracovním objemem 100 ml pro in vivo 1H a 19F MR zobrazování malých hlodavců na 4,7 T experimentálním spektrometru. Metodika: Cívka je konstrukce typu birdcage s jednokanálovým buzením a dvanácti podélnými elementy vytvářejícími homogenní elektromagnetické pole B1 v cívce. Od běžně konstruovaných birdcage cívek se cívka prezentovaná v tomto článku odlišuje možností změny rezonanční frekvence ve velkém frekvenčním rozsahu (zahrnujícím f019F= 188,6 - f01H= 200,4 MHz @ B0 4,7 T), což je umožněno unikátním řešením změny elektrické kapacity mezi vodiči prostřednictvím změny délky cívky. Výsledky: Hodnoty faktoru kvality v rezonancích pro nezatíženou cívku jsou Q1H = 328 a Q19F= 331. Tyto výsledky jsou srovnatelné s hodnotami běžného typu konstrukce birdcage cívek určených pouze pro jednu z rezonančních frekvencí. Prezentovaná cívka však umožňuje nejen měření 1H, ale i 19F snímků se srovnatelným MR signálem bez nutnosti výměny cívek mezi jednotlivými měřeními. Závěr: Obě taková měření tedy mohou být provedena s identickou polohou vzorku nebo hlodavce.

Aim: We present a radio frequency volume coil with a working volume of 100 ml for in vivo 1H and 19F MR imaging of small rodents on a 4.7 T experimental spectrometer. The coil has a single-channel excitation. Method: Structure of coil is birdcage type with twelve longitudinal elements generating a sufficiently homogeneous electromagnetic field B1 in the coil. From commonly constructed birdcage coils, this is distinguished by the possibility of changing the resonant frequency over a large frequency range (including f019F = 188.6 MHz - f01H = 200.4 MHz @ B0 4.7T), which is allowed possible by changing the electrical capacitance between the wires through changes in the length of the coil. Result: The quality factors in the resonances for the unloaded coil are Q1H = 328 and Q19F = 331. This is comparable to the common type of birdcage coil design used for only one of the frequencies. However, the presented coil allows measurement of 1H, as well as 19F images with comparable MR signals, but without the need to change the coils between individual measurements. Conclusion: Both such measurements can thus be performed with an identical rodent position.

• Klíčová slova
• objemová radiofrekvenční cívka,
• MeSH
• design vybavení MeSH
• hlodavci MeSH
• magnetická rezonanční tomografie * přístrojové vybavení   MeSH
• zobrazování fluorovou magnetickou rezonancí MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• klinická studie MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Novel multiresponsive hybrid biocompatible systems of κ-carrageenan-graft-poly(2-isopropyl-2-oxazoline-co-2-butyl-2-oxazoline)s with unique combination of responsiveness to external stimuli were synthesized and studied. The polymer thermoresponsive behavior proved the existence of both lower and upper critical solution temperatures in aqueous milieu, forming gel at lower temperature, a solution at room temperature and cloudy nanophase-separated dispersion at elevated temperature. The limit temperatures can easily be adjusted by the polyoxazoline graft length and grafting density. Moreover, the polymer behavior is additionally dependent on the concentration of potassium ions. The polymers behave similarly as the original κ-carrageenan, and thus, the poly(2-alkyl-2-oxazoline) grafts do not decrease the ability of the κ-carrageenan to form the self-assembled structures. Molecular principles beyond this multistimuli-responsive behavior were elucidated with the use of dynamic light scattering, magnetic resonance and fluorescence measurements as well as atomic force microscopy. These polymers could be used in a wide range of biological applications demanding thermo- and potassium-responsiveness.

• MeSH
• imunokonjugáty chemie   MeSH
• intravitální mikroskopie MeSH
• lymfatické uzliny diagnostické zobrazování   MeSH
• mannany * chemická syntéza   MeSH
• multimodální zobrazování * metody   MeSH
• myši MeSH
• optické zobrazování metody   MeSH
• techniky in vitro MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• myši MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH

Učebnice Basics of Medical Physics (Základy lékařské fyziky) popisuje základní fyzikální vztahy a metody, se kterými se lékař může nejčastěji setkat v klinické nebo experimentální medicíně. Lékařská fyzika je specifická tím, že se zabývá aplikací fyzikálních metod na živý organismus. Je tedy interdisciplinárním vědním oborem, který spojuje fyziku a biologické vědy. Kniha obsahuje osm kapitol: Stavba hmoty; Molekulární biofyzika; Termodynamika; Biofyzika elektrických projevů a účinků; Akustika a fyzikální principy sluchu; Optika; Fyzika rentgenového záření a jeho použití v lékařství; Radioaktivita a ionizující záření. Text je doplněn mnoha obrázky, které pomůžou k snadnějšímu pochopení dané problematiky. Metody, které jsou v učebnici vysvětleny, jsou založeny na různých fyzikálních principech. Některé z nich, např. používání optických zvětšovacích čoček nebo rentgenového záření, jsou známé více než 100 let, jiné nacházejí díky technologickému pokroku uplatnění až v poslední době, jako např. zobrazování magnetickou rezonancí nebo pozitronovou emisní tomografií.Čtenář by tak měl po prostudování této knihy získat ucelený přehled o možnostech využití různých fyzikálních metod v medicíně. Měl by být schopen fyzikální vztahy uvedené v učebnici chápat v širších souvislostech a popsané metody aplikovat v jednotlivých lékařských oborech.

• Klíčová slova
• Lékařské obory,
• MeSH
• biofyzika MeSH

• NLK Obory
• fyzika, biofyzika