L'imagerie par résonance magnétique (IRM) est devenue l'un des outils d'imagerie clinique les plus puissants en raison de sa superbe résolution spatiale et de son contraste des tissus mous, surtout lors de l'utilisation d'agents de contraste. Dans le Journal européen de chimie inorganique , des scientifiques ont présenté un nouveau type d'agent de contraste à nanoparticules combinant deux classes d'agents de contraste - l'oxyde de fer et les ions de métaux des terres rares - en un seul composé chimique. Ces orthoferrites de terres rares ont été obtenues dans un procédé sol-gel suivi d'autocombustion.

Lors d'une IRM, le patient est poussé dans un "tube" dans lequel règne un fort champ magnétique. Cela dirige la rotation nucléaire des atomes d'hydrogène dans les molécules d'eau dans les tissus du patient. Lorsqu'un champ magnétique alternatif est superposé, il « pousse » certains des spins hors de l'orientation préférée de sorte qu'ils « tournent » de manière synchrone. Une fois le champ alternatif désactivé, les spins reviennent à leur orientation préférée et perdent leur synchronicité. Le temps qu'il faut pour ces deux processus, appelés temps de relaxation T1 et T2, peuvent être observés séparément. Ces temps dépendent de l'environnement de la vrille, permettant de différencier des tissus aux propriétés différentes, comme les tumeurs.

Le contraste entre les tissus normaux et malades peut être considérablement amélioré par l'utilisation d'agents de contraste, qui influencent le champ magnétique. Les composés paramagnétiques des métaux des terres rares tels que le gadolinium (Gd) raccourcissent les temps de relaxation T1 ; tandis que les nanoparticules à base d'oxyde de fer superparamagnétique agissent comme des agents de raccourcissement du T2. Il existe un vif intérêt pour le développement de nouveaux agents de contraste à base de nanoparticules avec des propriétés de relaxation bimodale T1-T2 améliorées. Les particules core-shell et les nanoparticules d'oxyde de fer avec des clusters Gd2O3 intégrés sont de tels agents.

Nanoparticules constituées d'ions de fer et de métaux des terres rares interconnectés en composés chimiques uniques, appelées orthoferrites de terres rares, offrent une alternative prometteuse. Pourtant, la synthèse des phases spécifiques d'orthoferrite est très difficile, car des phases indésirables de compositions différentes peuvent coexister. Des scientifiques des Universités d'Aveiro et de Coimbra (Portugal), et du CNRS, Université Bordeaux (Pessac, France) ont maintenant développé une nouvelle approche pour préparer des orthoferrites monophasiques nanométriques LnFeO3 (Ln =europium, terbium, et gadolinium).

La méthode est basée sur une méthode sol-gel / auto-combustion :Les précurseurs sont dissous dans de l'acide nitrique/citrique et ce "sol" est chauffé à 200°C pour donner un "gel" sec poreux. Le gel est traité à la flamme jusqu'à ce qu'il brûle complètement en une poudre libre (autocombustion). Il est ensuite chauffé et broyé deux fois et enfin calciné à 800 °C. Les poudres ont été caractérisées comme les orthoferrites souhaitées, présentant une structure cristalline de type pérovskite. Leur comportement magnétique résulte de la contribution de deux sous-réseaux magnétiques :un réseau d'oxyde de fer antiferromagnétique avec les spins couplés par un Fe ³⁺ -O 2 –Fe ³⁺ mécanisme de super échange, et une contribution paramagnétique de Ln non couplé ³⁺ ions. En dispersion aqueuse, pas de lixiviation significative de Ln ³⁺ ions a été observé. Cela minimise leur toxicité. Les cellules Hela cultivées ont internalisé les nanoparticules rapidement. Aucune cytotoxicité n'a été observée.

Les équipes dirigées par Marie-Hélène Delville et Carlos F.G.C. Geraldes s'attend à ce que ces caractéristiques marquent leurs orthoferrites comme agents de contraste IRM pondérés en T2 potentiellement utiles pour d'autres applications biomédicales.