• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권4호
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• pp.849-852
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• 2009

The work describes EPR and 17O NMR measurements followed by theoretical calculation of the rotational correlation time $({\tau}_R)$, the water residence time $({\tau}_m)$, and the longitudinal electronic spin relaxation time $(T_{le})$(T_1e) for two new gadolinium complexes 1 and 2 of the type [$Gd(L)(H_2O)$] (L = tranexamic esters) in order to investigate their efficiency as a paramagnetic contrast agent (PCA). Of three correlation times, τR plays a major and predominant role to the unusually high relaxivity of 1 and 2 as compared with that of clinically approved MR CAs such as [$Gd(DTPA)(H_2O)]2‐ (Magnevist${\circledR}$), [Gd(DTPA-BMA)(H2O)] (Omniscan${\circledR}$), and $[Gd(DOTA)(H_2O)]^-$ (Dotarem${\circledR}$). The presence of bulky tranexamic ester in the ligand seems to be responsible for the conformational rigidity, which in turn causes such great an increase in ${\tau}_R$.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권10호
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• pp.2900-2904
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• 2013

We present the synthesis and characterization of DTPA-bis(histidylamide) (1a), DTPA-bis(aspartamide) (1b), and their gadolinium complexes of the type $[Gd(L)(H_2O)]$ (2a:L = 1a; 2b:L = 1b). Thermodynamic stabilities and $R_1$ relaxivities of 2a-b compare well with Omniscan$^{(R)}$, a well-known commercial, extracellular (ECF) MRI CA which adopts the DTPA-bis(amide) framework for the chelate: $R_1$ = 5.5 and 5.1 $mM^{-1}$ for 2a and 2b, respectively. Addition of the Cu(II) ion to a solution containing 2b triggers relaxivity enhancement to raise $R_1$ as high as 15.3 $mM^{-1}$, which corresponds to a 300% enhancement. Such an increase levels off at the concentration beyond two equiv. of Cu(II), suggesting the formation of a trimetallic ($Gd/Cu_2$) complex in situ. Such a relaxivity increase is almost negligible with Zn(II) and other endogenous ions such as Na(I), K(I), Mg(II), and Ca(II). In vivo MR images and the signal-to-noise ratio (SNR) obtained with an aqueous mixture of 2b and Cu(II) ion in an 1:2 ratio demonstrate the potentiality of 2 as a copper responsive MRI CA.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제15권2호
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• pp.139-145
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• 2011

목적 : 단일기관에서 발생한 가돌리니움 기반의 자기공명영상 경정맥 조영제의 급성 부작용의 빈도 및 종류, 조영제 별 차이를 알아보았다. 대상 및 방법 : 병원정보시스템의 부작용 보고체계를 분석하여, 2008년 10월부터 2010년 12월 사이에 증례를 검색하였다. 부작용은 경증, 중등도, 중증으로 분류되었고 서로 다른 조영제간에 빈도의 차이가 있는지를 분석하였다. 결과 : 총 33,600건의 조영제가 투여되었고, Gd-BT-DO3A 20,824건 (62%), Gd-DTPA 10,417건 (31%), Gd-EOB-DTPA 2,359건 (7%)이었다. 부작용은 총 39예가 발생하여 빈도는 0.1161%였고, Gd-BT-DO3A 0.1248% (26/39,67%), Gd-DTPA 0.0768% (8/39, 21%), Gd-EOB-DTPA 0.2120% (5/39,13%) 였으며, 조영제 간에 유의한 차이는 없었다. 대부분 (89.7%) 이 경증 부작용이었으며 중등도 및 중증 부작용은 각각 2명에서 발생하였다. 결론 : 한국인에서의 자기공명영상 검사용 경정맥 조영제에 의한 부작용의 빈도는 드물었으며, 특히 중등도 혹은 중증 부작용은 매우 드물었다. 세가지 조영제 사이에 부작용 발생 빈도는 차이는 없었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.210-216
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• 2008

본 연구는 상자성이며 중성자를 흡수하는 힘이 큰 gadolinium(III) 전이금속과 polyaminocarboxylic ligand를 합성하여 제조한 MRI 조영제와 현재 임상에서 널리 사용되고 있는 Gd-DTPA의 영상을 비교하였다. 1.0T(Harmony, SIEMENS) MR 장비를 이용하여 Saline 100cc에 Diethylenetriaminetriacetic acid 유도체와 Gd-DTPA를 각각 0.05mmol/L, 0.1mmol/L, 0.15mmol/L, 0.2mmol/L, 0.3mmol/L, 0.5mmol/L, 1mmol/L, 2mmol/L, 3mmol/L, 4 mmol/L로 희석한 팬텀을 영상화하였다. Head Coil을 사용하였으며, SE Pulse sequence 와 영상변수는 TE를 14ms, 1NEX, matrix는 256×201로 고정하고, TR을 300ms, 400ms, 500ms, 600ms, 700ms, 800ms, 900ms, 1000ms, 1200ms, 1400ms, 1600ms로 변화하여 각 조영제의 농도와 TR의 변화에 따른 신호강도와 단순대조도비를 비교하였다. 측정된 자료는 통계패키지 프로그램인 SAS v8.1(GLM procedeur)을 사용하여 분석하였다. 조영제의 농도와 TR의 변화에 따른 영상의 신호강도를 비교한 결과 최대신호강도를 보인 $1{\sim}2mmol/L$에서 두 조영제간의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 하지만 1mmol/L 이하의 낮은 농도에서는 Diethylenetriaminetriacetic acid 유도체의 신호강도가 현저히 높은 것을 알 수 있다. 단순대조도비를 비교한 결과에서도 신호강도와 같은 양상을 보였으며, 대체로 1mmol/L 이하의 낮은 농도에서는 Diethylenetriaminetriacetic acid 유도체가 Gd-DTPA에 비해 높은 대조도비를 보이고 그 이상의 농도에서는 Gd-DTPA의 대조도비가 높은 것으로 나타났다. 또한 TR에 따라 각각의 조영제 농도별 신호강도의 차이가 현저한 것으로 나타났다. 따라서 Gd-DTPA에 비해 Diethylenetriaminetriacetic acid 유도체의 효능이 뛰어나며, 조영제의 농도에 맞추어 적절한 TR을 사용하여 최적의 영상을 얻어야 할 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제34권1호
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• pp.64-75
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• 2016

Purpose: In order to evaluate the relationship between the dose to the liver parenchyma and focal liver reaction (FLR) after stereotactic ablative body radiotherapy (SABR), we suggest a novel method using a three-dimensional dose distribution and change in signal intensity of gadoxetate disodium-gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid (Gd-EOB-DTPA)-enhanced magnetic resonance imaging (MRI) hepatobiliary phase images. Materials and Methods: In our method, change of the signal intensity between the pretreatment and follow-up hepatobiliary phase images of Gd-EOB-DTPA-enhanced MRI was calculated and then threshold dose (TD) for developing FLR was obtained from correlation of dose with the change of the signal intensity. For validation of the method, TDs for six patients, who had been treated for liver cancer with SABR with 45-60 Gy in 3 fractions, were calculated using the method, and we evaluated concordance between volume enclosed by isodose of TD by the method and volume identified as FLR by a physician. Results: The dose to normal liver was correlated with change in signal intensity between pretreatment and follow-up MRI with a median $R^2$ of 0.935 (range, 0.748 to 0.985). The median TD by the method was 23.5 Gy (range, 18.3 to 39.4 Gy). The median value of concordance was 84.5% (range, 44.7% to 95.9%). Conclusion: Our method is capable of providing a quantitative evaluation of the relationship between dose and intensity changes on follow-up MRI, as well as determining individual TD for developing FLR. We expect our method to provide better information about the individual relationship between dose and FLR in radiotherapy for liver cancer.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.215-221
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• 2017

본 연구는 two-point Dixon기법을 이용한 간의 지방정량화 검사 시 가돌리늄 조영제인 Gd-EOB-DTPA가 지방정량화에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 하였다. 연구방법은 2016년 4월부터 동년 9월까지 two-point Dixon 기법을 이용해 간의 지방정량화 검사를 시행한 60명을, 두 그룹(정상의 간기증자 30명, 비정상의 간 지방증 환자 30명)으로 분류한 후 조영제 주입에 따른 지방분율의 변화를 비교 평가하였다. 연구 결과, 두 그룹 모두 조영제 주입 전 보다 후의 지방분율이 크게 감소(간 기증자 -33.8%, 간 지방증 환자 -47.2%)하는 것으로 나타나 Gd-EOB-DPTA가 지방정량화에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 two-point Dixon기법을 이용해 간 지방정량화 검사를 시행할 경우, Gd-EOB-DTPA 주입 전에 영상을 획득해야 지방분율의 변화를 최소화 할 수 있어 정확한 진단을 할 수 있다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제6권2호
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• pp.158-165
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• 2002

목적: 체내에 주입된 Gd-DTPA가 뇌의 확산강조 자기공명영상 신호강도 및 현성확산계수에 미치는 영향을 알아보았다. 대상 및 방법 : 성숙한 잡견 5마리에 대하여 동맥내 도관삽입에 의한 좌측 내경동맥 색전방법을 이용하여 초급성 뇌경색 동물모델을 만들었다. 색전 후 1시간째 확산강조영상을 시행하고, Gd-DTPA를 주입한 다음 다시 90분까지 11회의 추가 확산강조영상을 얻었다. 관심영역을 설정하여 측정한 초급성 뇌경색부위와 반대측 정상부위의 확산강조영상 신호강도 및 현성확산계수를 분석하였다. 결과: 뇌경색은 색전 후 1시간에 시행한 확산강조 자기공명영상에서 잡견 5마리 모두에서 발견되었다. 확산강조영상에서 초급성 뇌경색부위의 신호강도는 Gd-DTPA 주입 여부와 관계없이 시간이 경과함에 따라 증가하였으나, 관류가 유지된 정상부위의 신호강 도는 Gd-DTPA 주입 후 2분에 시행한 첫 검사에서 오히려 저하된 후, 시간경과에 따라 다시 증가하였다. 현성확산계수는 초급성 뇌경색부위에서 Gd-DTPA주입여부에 관계없이 시간 이 경과함에 따라 지속적으로 감소되었으나, 관류가 유지된 반대측 정상부위에서는 변화하지 않았다. 결론: 체내에 주입된 Gd-DTPA는 초급성 뇌경색부위 및 정상부위의 현성확산계수에 영향을 미치지 않으나, 정상부위에서는 조영제 주입 직후 초기의 자화율효과에 의해 확산강조영상의 신호 강도를 저하시켰다. 조영제 주입 후 시행한 확산강조영상 신호 강도의 정량적인 측정이 필요한 연구 혹은 임상 증례에 대하여는 현성확산계수를 측정함으로써 Gd-DTPA의 자화율효과에 의한 영향을 배제하여야 할 것이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권5호
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• pp.1177-1181
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• 2010

The synthesis and characterization of gold nanoparticles coated by Gd-chelate (GdL@Au) is described, where L is a conjugate of DTPA (DTPA = diethylenetriamine-N,N,N',N",N"-pentaacetic acid) and 4-aminothiophenol. These particles are obtained by the replacement of citrate from the gold nanoparticle surfaces with gadolinium chelate (GdL). The average size of GdL@Au is 12 nm with a loading of GdL reaching up to $1.4{\times}10^3$ per particles, and they demonstrate very high r1 relaxivity (${\sim}10^4mM^{-1}s^{-1}$) and the r1 relaxivity per [Gd] is as high as $10mM^{-1}s{-1}$. Here, we also describe the use of bimodality of this contrast agent (CA) as a highly efficient CT contrast agent based on gold nanoparticles (GNPs) that overcome the limitations of iodine based contrast agent. The MTT assay performed on this CAs reveals the cytotoxicity as low as that for Omniscan$^{(R)}$ in the concentration range required to obtain intensity enhancement in the in vivo MRI study.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제17권4호
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• pp.259-266
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• 2013

목적: DTPA-bis-amide (L3) Gd(III) 복합체의 약동학 및 생체내 분포특성을 조사하고자 하였다. 대상과 방법: Sprague-Dawley 쥐의 꼬리정맥을 통하여 0.1 mmol Gd/kg의 DTPA-bis-amide (L3) Gd(III) 복합체를 주사한 후 약동학 및 생체내 분포 특성을 조사하였다. 조직 및 장기 그리고 혈중 Gd 농도를 ICP-AES를 사용하여 정량 측정하였으며 혈중 약동학적 파라미터는 two-compartment 모델을 사용하여 계산하였다. 결과: DTPA-bis-amide (L3) Gd(III) 복합체의 혈중 반감기는 ${\alpha}$-phase의 경우 $2.286{\pm}0.11$ min 그리고 ${\beta}$-phase의 경우 $146.1{\pm}7.5$ min 이었다. 생체내 분포특성은 주요 배설 경로는 신장을 통한 배설이 주요 경로였으며 일부 담도계를 통한 배설이 확인되었다. 또한 Gd(III)의 농도비는 다른 장기에 비해 간과 비장에서 매우 높은 농도를 보였으며 일부 Gd(III)이 정맥주사 후 7일후에 혈액 및 일부 장기에서 매우 소량 검출되었다. 결론: 새로운 조영제인 DTPA-bis-amide (L3) Gd(III) 복합체는 혈중 잔류시간이 상대적으로 길면서도 체내 축적없이 체외로 배출되는 특성을 나타내었다. 따라서 친지질성과 친수성의 균형이 잘 이루어진 가돌리늄 조영제의 합성은 향후 blood pool MRI 조영제로써의 가능성이 매우 높은 것으로 판단된다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제8권2호
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• pp.100-108
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• 2004

목적 : Trypsin으로 관절연골의 변성을 인공적으로 유도한 뒤 관절연골의 구성성분인 glycosaminoglycan(GAG)의 소실을 생화학적으로 정량분석하고 $Gd(DTPA)^{2-}$-(gadolinium diethylene triamine pentaacetic acid)조영증강, 그리고 T1, T2, rho 이완시간등과 어떤 상관관계가 있는지를 조사함으로써 관절연골의 초기 퇴행성 변화에 대해서 자기공명영상(MRI)으로 관찰이 가능한 지를 알아보고자 하였다. 대상 및 방법 : 적출된 3개의 돼지 슬개골에서 실험에 사용될 관절연골조각을 폭 8 mm, 길이 10 mm 크기의 관절연골조각을 3개 만들었다. 분광광흡수계(spectrophotometry)에서 dimethylmethylene blue를 이용한 chondroitin sulfate standard의 흡수도를 측정하여 GAG을 정량분석 하였다. 관절연골을 배양할 용액은 0.2 mg/ml trypsin, 1 mM $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin, 그리고 대조군용 인산염완충식염수(phosphate buffered saline, PBS)의 3가지를 준비하였다. 배양시간은 1시간에서 5시간까지는 매시간마다 배양하였고 24시간과 48시간까지 배양하였다. MRI촬영은 1시간에서 5시간까지만 매시간마다 배양후 시행하였다. 1.5T 기기에서 MRI촬영은 T1강조영상(TR/TE, 450/22)과 혼합에코기법(mixed echo sequence) (TR/TE, 760/21-168, 8 echoes)등을 시행하였다. 모든 촬영에서 영상영역은 50 mm, 절편두께는 2 mm, 그리고 매트릭스는 $256\times512$ 였다. MRI촬영자료에서 관절연골부위를 픽셀단위로 비교분석 하였다. 배양이 끝난 관절연골은 hematoxylin & eosin, toluidine blue, alcian blue, trichrome 염색 등을 시행하여 관찰하였다. 결과 : Dimethylmethylene blue를 이용한 GAG의 정량분석결과 배양시간증가에 따라 GAG의 농도가 비례적으로 증가하였다. $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin배양에서 관절연골의 T1 강조 영상에서의 신호강도는 trypsin 배양에 비하여 평균 $42.0\%$ 증가하였고 4시간과 5시간배양에서는 trypsin에서만 배양한 관절연골에 비하여 신호강도가 더욱 뚜렷하게 증가되었다 (p<0.05). 관절연골의 T1, T2, rho 이완시간은 배양시간에 따라 유의성 있는 차이가 관찰되지 않았으나 $Gd(DTPA)^{2-}$ 첨가된 trypsin배양에서 T1이완시간의 증가가 관절연골의 표층부와 이행부에서 측정되었다. 조직검사결과 trypsin 배양의 관절연골에서 toluidine blue와 alcian blue염색에서 결손이 관찰되었다. 결론 : Trypsin 배양시간에 따라 관절연골의 GAG결손을 정량적으로 확인할 수 있었고 픽셀크기 $97.9\times195\;{\mu}m$인 MRI로 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강 및 이완시간을 측정할 수 있었다. 배양시간에 따른 GAG결손은 T1, T2, rho 이완시간보다 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강에서 유의한 차이를 관찰할 수 있었다. 그러므로 관절연골의 초기 퇴행성 변화를 진단하는 데는 T1강조영상에서 $Gd(DTPA)^{2-}$-조영증강정도를 비교하는 것이 가장 유용할 것으로 사료된다.