IT202100001049A1

IT202100001049A1 - MULTIFUNCTIONAL NANOPARTICLES BASED ON METALLIC NANOALLOYS FOR DIAGNOSTIC AND THERAPEUTIC USES.

Info

Publication number: IT202100001049A1
Application number: IT102021000001049A
Authority: IT
Inventors: Vincenzo Amendola; Veronica Torresan; Andrea Guadagnini; Pasquina Marzola; Antonello Spinelli
Original assignee: Univ Degli Studi Padova; Ospedale San Raffaele Srl; Univ Degli Studi Di Verona
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2022-07-21

Description

TITOLO TITLE

Nanoparticelle multifunzionali a base di nanoleghe metalliche per usi diagnostici e terapeutici. Multifunctional nanoparticles based on metal nanoalloys for diagnostic and therapeutic uses.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD

La presente invenzione si riferisce a nanoparticelle comprendenti una nanolega metallica ed uno stabilizzante organico biocompatibile, utili nella diagnosi e nella terapia di varie condizioni patologiche, tra le quali il cancro. Ci? ? dovuto al fatto che le nanoparticelle di nanolega proposte possiedono le caratteristiche chimiche e fisiche necessarie per agire come agenti di contrasto per alcune tecniche diagnostiche basate sull?acquisizione di immagini tridimensionali del corpo umano, quali risonanza magnetica nucleare (RMN) e tomografia assiale computerizzata a raggi X (TAC), e per agire come sensibilizzatori per alcune tecniche radioterapiche quali radioterapia mediante raggi X (XRT) o di cattura neutronica (NCT). In alcune delle realizzazioni dell?invenzione, tali caratteristiche possono coesistere nella stessa nanoparticella di nanolega metallica. Le nanoparticelle in nanoleghe dell?invenzione sono contraddistinte da dimensioni compatibili con la soglia ottimale per l?interazione con gli organi deputati alla rimozione dei corpi estranei dall?organismo, oppure dalla capacit? di degradarsi spontaneamente nel tempo, riducendo la loro dimensione fino a tale soglia dimensionale The present invention relates to nanoparticles comprising a metal nanoalloy and a biocompatible organic stabilizer, useful in the diagnosis and therapy of various pathological conditions, including cancer. There? ? due to the fact that the proposed nanoalloy nanoparticles possess the chemical and physical characteristics necessary to act as contrast agents for some diagnostic techniques based on the acquisition of three-dimensional images of the human body, such as nuclear magnetic resonance (MRI) and computed axial tomography X-ray (TAC), and to act as sensitizers for some radiotherapy techniques such as X-ray radiotherapy (XRT) or neutron capture (NCT). In some of the embodiments of the invention, these characteristics can coexist in the same metal nanoalloy nanoparticle. The nanoparticles in nanoalloys of the invention are characterized by dimensions compatible with the optimal threshold for interaction with the organs responsible for removing foreign bodies from the organism, or by the ability to degrade spontaneously over time, reducing their size up to this dimensional threshold

In particolar modo, l?invenzione si riferisce a nanoparticelle con una dimensione geometrica compresa tra 1 e 1000 nm, preferibilmente tra 1 e 500 nm, comprendenti una nanolega metallica ed uno stabilizzante organico biocompatibile in cui a) la nanolega consiste essenzialmente di X-Y-Z, in cui X, Y e Z sono differenti tra di loro e in cui X pu? essere cferro, Y pu? essere ferro, manganese oppure boro e Z pu? essere argento, manganese, boro oppure pu? essere assente; e in cui b) quando Z ? presente, X varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 5% e il 95%, Y varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 2,5% e l?85% e Z varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 2,5% e il 50%; quando Z ? assente, X e Y variano in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 5% e il 95% In particular, the invention relates to nanoparticles with a geometric size between 1 and 1000 nm, preferably between 1 and 500 nm, comprising a metal nanoalloy and a biocompatible organic stabilizer wherein a) the nanoalloy essentially consists of X-Y-Z, in in which X, Y and Z are different from each other and in which X pu? be ciron, Y pu? be iron, manganese or boron and Z can? be silver, manganese, boron or pu? be absent; and in which b) when Z ? present, X varies in the atomic percentage range of 5% to 95%, Y varies in the atomic percentage range of 2.5% to 85%, and Z varies in the atomic percentage range of 2.5% and 50%; when Z ? absent, X and Y vary in an atomic percentage range from 5% to 95%

L?invenzione si riferisce anche all?uso combinato, simultaneo e/o spazialmente coincidente delle nanoparticelle dell?invenzione come agenti di contrasto nelle tecniche diagnostiche basate sull?acquisizione di immagini del corpo umano e/o animale, quale ad esempio per RMN e/o la TAC, e come agenti sensibilizzatori nelle tecniche radioterapiche quali ad esempio la radioterapia XRT e/o la radioterapia NCT. The invention also refers to the combined, simultaneous and/or spatially coincident use of the nanoparticles of the invention as contrast agents in diagnostic techniques based on the acquisition of images of the human and/or animal body, such as for example for NMR and/or or CT scan, and as sensitizing agents in radiotherapy techniques such as XRT radiotherapy and/or NCT radiotherapy.

STATO DELL'ARTE STATE OF ART

I nanomateriali (NM) promettono di rivoluzionare le attuali procedure diagnostiche e terapeutiche, con un'attenzione speciale dedicata al trattamento del cancro. Infatti, mentre i NM sono oggetto di una intensa attivit? di ricerca finalizzata alla realizzazione e alla sperimentazione di nuove ?nanomedicine?, solo una piccola parte delle migliaia di nanomedicine proposte fino ad oggi sta progredendo verso applicazioni cliniche. Nanomaterials (NM) promise to revolutionize current diagnostic and therapeutic procedures, with a special focus on cancer treatment. In fact, while the NM are the subject of intense activity? of research aimed at the creation and testing of new ?nanomedicines?, only a small part of the thousands of nanomedicines proposed up to now is progressing towards clinical applications.

Uno dei fattori limitanti ? il ?dilemma della nanomedicina?: solo le nanoparticelle con una dimensione di decine di nanometri si accumulano efficientemente nei siti bersaglio senza la necessit? di somministrare un grande eccesso di farmaco, mentre solo i NM molto piccoli vengono rapidamente eliminati dal corpo in un tempo ragionevolmente breve da minimizzare l'interazione con i tessuti e il sistema immunitario. Idealmente, le nanomedicine dovrebbero comportarsi come un materiale a 4 dimensioni (4D), in grado di ridurre le dimensioni solo dopo l'uso per consentire una rapida rimozione dal corpo. One of the limiting factors? the ?nanomedicine dilemma?: only nanoparticles with a size of tens of nanometers accumulate efficiently in the target sites without the need for to administer a large excess of drug, while only very small NMs are rapidly cleared from the body in a reasonably short time to minimize interaction with tissues and the immune system. Ideally, nanomedicines should behave like a 4-dimensional (4D) material, only shrinking in size after use to allow for rapid removal from the body.

Un altro fattore limitante consiste nella necessit? di avere nanomedicine in grado di svolgere molteplici funzioni. In particolare, la disponibilit? di un?unica sostanza in grado di esplicare un?azione combinata di diagnosi e terapia risulta vantaggiosa per evitare la somministrazione ripetuta di sostanze distinte che possano coadiuvare rispettivamente la diagnosi e la terapia, evitando cos? di duplicare le problematiche connesse a durata, tempistica e modalit? di somministrazione, alla tollerabilit? del composto somministrato e all?assenza di reazioni avverse. Inoltre, l?azione di sensibilizzazione ai fini del trattamento terapeutico avviene nello stesso punto nel quale ? stato misurato l?aumento di contrasto tramite la tecnica diagnostica, fornendo anche un?indicazione quantitativa dell?accumulo di sensibilizzatore nelle zone da trattare. Ci? si traduce immediatamente nella calibrazione del dosaggio di radiazioni da utilizzare per la terapia, punto per punto nella zona da trattare. Another limiting factor is the need to have nanomedicines capable of performing multiple functions. In particular, the availability of a single substance able to perform a combined action of diagnosis and therapy is advantageous in order to avoid the repeated administration of distinct substances which can respectively assist the diagnosis and therapy, thus avoiding to duplicate the problems related to duration, timing and modality? of administration, to the tolerability? of the compound administered and the absence of adverse reactions. Furthermore, the sensitization action for the purpose of the therapeutic treatment takes place at the same point in which ? The contrast enhancement was measured using the diagnostic technique, also providing a quantitative indication of the accumulation of sensitizer in the areas to be treated. There? it immediately translates into the calibration of the radiation dosage to be used for the therapy, point by point in the area to be treated.

Laddove tale multifunzionalit? includa anche la possibilit? di aumentare il contrasto per due diverse tecniche di visualizzazione (RMN e TAC), il vantaggio aggiuntivo ? quello di combinare modalit? di visualizzazione selettive per i tessuti a bassa densit? (RMN) con quelle pi? selettive per i tessuti ad elevata densit? (TAC), esattamente nella stessa zona, e senza duplicare la somministrazione di agenti di contrasto per le diverse tecniche. Where such multifunctionality? also includes the possibility to increase the contrast for two different visualization techniques (MRI and CT), the additional advantage ? to combine modes? selective visualization for low density tissues? (RMN) with those pi? selective for high density fabrics? (CT), in exactly the same area, and without duplicating the administration of contrast agents for the different techniques.

Laddove tale multifunzionalit? includa, oltre al contrasto per RMN e/o TAC, anche la sensibilizzazione per una tecnica radioterapica (ad esempio XRT o NCT), il vantaggio aggiuntivo ? quello di localizzare il sensibilizzatore con precisione all?interno del corpo umano, quantificarne la presenza in modo pi? accurato rispetto a quello che avviene con i sensibilizzatori molecolari, ed evitare di dover somministrare ulteriori elevate dosi di medicina, avendo tutte le funzioni gi? coesistenti nello stesso composto. Where such multifunctionality? includes, in addition to MRI and/or CT contrast, also sensitization for a radiotherapy technique (e.g. XRT or NCT), the additional benefit ? that of locating the sensitizer with precision inside the human body, quantifying its presence in a more accurate way. accurate compared to what happens with molecular sensitizers, and avoid having to administer further high doses of medicine, having all the functions already? coexisting in the same compound.

Laddove tale multifunzionalit? si estenda anche alla sensibilizzazione per due diverse tecniche di radioterapia (XRT e NCT), il vantaggio aggiuntivo ? quello di eseguire trattamenti combinati per massimizzare l?efficacia, riducendo il dosaggio complessivo di radiazioni ionizzanti rispetto ai trattamenti singoli, ma ottenendo la stessa efficacia con minori effetti collaterali. Where such multifunctionality? also extends to sensitization for two different radiotherapy techniques (XRT and NCT), the added benefit ? that of performing combined treatments to maximize effectiveness, reducing the overall dosage of ionizing radiation compared to single treatments, but obtaining the same effectiveness with fewer side effects.

L?utilizzo di nanomedicine, ovvero di composti con dimensioni tra le centinaia e pochi nanometri, rappresenta una strategia frequentemente utilizzata per ottenere multiple funzioni diagnostiche e terapeutiche nello stesso composto (D. Kim et al., Recent Development of Inorganic Nanoparticles for Biomedical Imaging, ACS Cent. Sci. (2018), vol. 4, pag. 324?336; X. Han et al., Applications of nanoparticles in biomedical imaging, Nanoscale (2019), vol. 11, p. 799; G. Yang et al., Degradability and Clearance of Inorganic Nanoparticles for Biomedical Applications, Adv. Mater. (2019), vol. 31, pag. 1805730; e Q. Chen et al., Nanoparticle-Enhanced Radiotherapy to Trigger Robust Cancer Immunotherapy, Adv. Mater. (2019), vol.31, pag. 1802228). The use of nanomedicines, i.e. compounds with dimensions between hundreds and a few nanometers, represents a frequently used strategy to obtain multiple diagnostic and therapeutic functions in the same compound (D. Kim et al., Recent Development of Inorganic Nanoparticles for Biomedical Imaging, ACS Cent. Sci. (2018), vol. 4, p. 324?336; X. Han et al., Applications of nanoparticles in biomedical imaging, Nanoscale (2019), vol. 11, p. 799; G. Yang et al. al., Degradability and Clearance of Inorganic Nanoparticles for Biomedical Applications, Adv. Mater. (2019), vol. 31, page 1805730; and Q. Chen et al., Nanoparticle-Enhanced Radiotherapy to Trigger Robust Cancer Immunotherapy, Adv. Mater (2019), vol.31, page 1802228).

Per quanto riguarda il bio-imaging, ovvero la visualizzazione di strutture e processi biologici, sono state sviluppate una variet? di tecniche con specifici vantaggi e limitazioni per soddisfare le esigenze dei vari contesti clinici e di laboratorio. Le tecniche di bio-imaging possono misurare in modo non invasivo le funzioni biologiche, valutare eventi cellulari e molecolari e rivelare il funzionamento interno di un corpo. Esempi di tecniche di imaging biologico comprendono la RMN, la tomografia a emissione di positroni (PET), la TAC, la luminescenza (imaging ottico) e gli ultrasuoni (US) ( , sopracitati). With regard to bio-imaging, i.e. the visualization of biological structures and processes, a variety of technologies have been developed. of techniques with specific advantages and limitations to meet the needs of various laboratory and clinical settings. Bio-imaging techniques can non-invasively measure biological functions, evaluate cellular and molecular events, and reveal the inner workings of a body. Examples of biological imaging techniques include MRI, positron emission tomography (PET), CT, luminescence (optical imaging), and ultrasound (US) ( , cited above).

La RMN ? una modalit? di imaging molto potente e di vasto uso clinico. Si basa sulle propriet? dello spin del protone quando viene eccitato con un impulso a radiofrequenza in presenza di un campo magnetico esterno. La risonanza magnetica fornisce un'elevata risoluzione spaziale e temporale, e un eccellente contrasto intrinseco dei tessuti cosiddetti ?molli?, ovvero a bassa densit?. Ha anche la capacit? di mostrare informazioni tomografiche anatomiche. Inoltre, la risonanza magnetica non utilizza radiazioni ionizzanti o radiotraccianti. D?altra parte, tra i limiti della risonanza magnetica vanno considerati costi, tempi di imaging pi? lunghi, artefatti dovuti al movimento del paziente e potenziali artefatti dovuti a protesi e impianti. MRI? a mode? very powerful imaging and extensive clinical use. Is it based on properties? of the spin of the proton when it is excited with a radio frequency pulse in the presence of an external magnetic field. Magnetic resonance provides high spatial and temporal resolution, and excellent intrinsic contrast of so-called ?soft?, or low density, tissues. It also has the ability to show anatomical tomographic information. Additionally, MRI does not use ionizing or radiotracer radiation. On the other hand, the limits of magnetic resonance must be considered costs, imaging times more? lengths, artifacts due to patient movement, and potential artifacts due to prostheses and implants.

Per migliorare alcuni di questi problemi, si usano agenti di contrasto che aiutano significativamente il rilevamento e la differenziazione delle lesioni dai tessuti sani (X. Han et al., sopracitato). Gli agenti di contrasto per RMN di uso clinico sono basati su complessi di gadolinio, cio? complessi di Gd(III), ma sono stati utilizzati anche ossidi di ferro nanostrutturati. Un serio effetto collaterale dei complessi di Gd(III) ? la fibrosi sistemica nefrogenica, mentre gli ossidi di ferro sono generalmente considerati benigni e biologicamente tollerabili (D. Kim et al., sopracitato). Recentemente, tuttavia, gli agenti di contrasto basati su nanoparticelle di ossido di ferro sono stati ritirati dal mercato, non per motivi di sicurezza, ma per la quota di mercato troppo esigua: gli agenti di contrasto a base di Gd(III) sono preferiti per le immagini RMN brillanti, essendo T1 rilassanti, e sono in grado di coprire la maggior parte degli organi compreso il fegato, mentre quelli a base di ossido di ferro sono utilizzati esclusivamente per il fegato ( , sopracitato). Altri agenti di contrasto in forma di nanoparticelle sono basati sull'ossido di manganese (Mn). Il Mn ha un ruolo ben definito nel metabolismo del corpo umano e pu? essere espulso efficacemente dagli organismi biologici, dal momento che il legame Mn-O pu? essere scisso in ambienti riducenti o acidi mostrando bassa tossicit? e alta biosicurezza (G. Yang et al., sopracitato). Varie nanostrutture di ossido di manganese (MnO2) sono state descritte come biocompatibili per applicazioni come agenti di contrasto per RMN di tipo T1 rilassante ( , sopracitato). To ameliorate some of these problems, contrast agents are used which significantly aid in the detection and differentiation of lesions from healthy tissue (X. Han et al., cited above). Contrast agents for MRI in clinical use are based on gadolinium complexes, i.e. Gd(III) complexes, but nanostructured iron oxides have also been used. A serious side effect of Gd(III) complexes? nephrogenic systemic fibrosis, while iron oxides are generally considered benign and biologically tolerable (D. Kim et al., cited above). Recently, however, contrast agents based on iron oxide nanoparticles have been withdrawn from the market, not for safety reasons, but because of too small market share: Gd(III)-based contrast agents are preferred for bright MRI images, being T1 relaxing, and are able to cover most organs including the liver, while those based on iron oxide are used exclusively for the liver ( , cited above). Other contrast agents in nanoparticle form are based on manganese oxide (Mn). Mn has a well-defined role in the metabolism of the human body and can be effectively expelled from biological organisms, since the Mn-O bond can? be split in reducing or acidic environments showing low toxicity? and high biosecurity (G. Yang et al., cited above). Various manganese oxide (MnO2) nanostructures have been described as biocompatible for applications as relaxing T1-type NMR contrast agents ( , cited above).

Uno dei problemi del bioimaging mediante RMN consiste nel superare le limitazioni intrinseche come la bassa sensibilit? e gli artefatti. Ad esempio, segnali iperintensi o ipointensi possono essere generati da fattori endogeni quali grasso, aria, sanguinamento, calcificazione o depositi di metalli, che a volte vengono confusi con i segnali RMN generati dai mezzi di contrasto . Infatti, sebbene si possano raccogliere molte informazioni anche da una singola immagine medica, sono necessarie varie tecniche di imaging per fornire informazioni diagnostiche quantitative complete con elevata risoluzione spaziale e temporale, elevata sensibilit? e con capacit? tomografica. Ad esempio, la risonanza magnetica pu? essere utilizzata per rilevare i tumori nei tessuti profondi e fornire un?immagine tridimensionale delle strutture e dei processi biologici con risoluzione sub-millimetrica. Invece la TAC ? utile per discriminare i tessuti con piccole differenze nella loro opacit? (si veda in merito WO2009032752 a nome degli inventori). One of the problems of NMR bioimaging is to overcome intrinsic limitations such as low sensitivity? and artifacts. For example, hyperintense or hypointense signals can be generated by endogenous factors such as fat, air, bleeding, calcification, or metal deposits, which are sometimes confused with MRI signals generated by contrast media. In fact, although a lot of information can be gleaned from even a single medical image, various imaging techniques are required to provide comprehensive quantitative diagnostic information with high spatial and temporal resolution, high sensitivity, and high sensitivity. and with capacity tomographic. For example, MRI can be used to detect tumors in deep tissue and provide a three-dimensional image of biological structures and processes with sub-millimeter resolution. Instead the CT scan? useful for discriminating fabrics with small differences in their opacity? (see WO2009032752 on behalf of the inventors).

La TAC sfrutta l'attenuazione differenziale dei raggi X e lo spessore del tessuto per creare immagini a sezione trasversale e tridimensionali. A causa dell?elevata velocit? di esame, dei minori costi, del miglioramento dell'efficienza e della risoluzione spaziale pi? elevata per l'imaging clinico, la TAC ha soppiantato rapidamente la radiografia a pellicola, risultando lo strumento di imaging pi? popolare nonostante la maggiore quantit? di radiazioni ionizzanti a cui viene esposto il paziente. ( CT uses differential X-ray attenuation and tissue thickness to create cross-sectional and three-dimensional images. Due to the high speed? examination, lower costs, improved efficiency and spatial resolution more? used for clinical imaging, CT scans rapidly supplanted film radiography as the most popular imaging tool in the industry. popular despite the greater quantity? of ionizing radiation to which the patient is exposed. (

, sopracitati). Parallelamente, si stanno sviluppando nuovi vantaggiosi sistemi e metodi per ottenere e ricostruire le tomografie ottenute mediante TAC e RMN, basate su metodi di analisi bidirezionale delle immagini derivanti dalle due diverse tecniche (si veda in merito WO2017048856 a nome ). L'obiettivo finale ? quello di produrre una migliore qualit? di immagine TAC e RMN di quella che sarebbe ottenuta con la ricostruzione individuale. , above mentioned). At the same time, new advantageous systems and methods are being developed for obtaining and reconstructing the tomographies obtained by CT and NMR, based on bidirectional analysis methods of the images deriving from the two different techniques (see in this regard WO2017048856 on behalf ). The ultimate goal? to produce a better quality? CT and MRI image of what would be obtained with individual reconstruction.

Anche la TAC fa ricorso ad agenti di contrasto per migliorare le prestazioni di imaging. Gli agenti di contrasto TAC svolgono un ruolo cruciale nella distinzione tra tessuti con coefficienti di attenuazione simili. Ad oggi, agenti di contrasto a base di bario e iodio sono stati utilizzati in situazioni cliniche. Poich? la TAC pu? rilevare una concentrazione di circa 10<-2 >M di agente di contrasto, deve esserne somministrata una dose elevata, il che implica problemi di tossicit? e tollerabilit?. Ad esempio, sebbene la sospensione di solfato di bario sia stata somministrata per via orale per l'imaging gastrointestinale per decenni, essa non pu? essere utilizzata come mezzo di contrasto intravascolare a causa della sua tossicit? renale e cardiovascolare ( , sopracitato). CT scans also use contrast agents to improve imaging performance. TAC contrast agents play a crucial role in distinguishing between tissues with similar attenuation coefficients. To date, barium- and iodine-based contrast agents have been used in clinical situations. because the CAT can? detect a concentration of about 10<-2>M of contrast agent, a large dose must be administered, which implies toxicity problems? and tolerability. For example, although barium sulfate suspension has been given orally for gastrointestinal imaging for decades, it cannot be used for gastrointestinal imaging. be used as an intravascular contrast medium due to its toxicity? renal and cardiovascular ( , cited above).

Invece, le piccole molecole contenenti iodio come iopamidolo e iodixanolo sono state approvate come agenti di contrasto TAC per via endovenosa da parte della Food and Drug Administration degli Stati Uniti. Tuttavia, vi sono ancora diverse preoccupazioni riguardo alla sicurezza degli agenti di contrasto iodati, come le reazioni allergiche o shock anafilattici, e la tossicit? renale. Inoltre, il tempo di circolazione sanguigna degli agenti di contrasto iodati ? molto breve, impedendo il loro accumulo preferenziale nelle lesioni (D. Kim et al., sopracitato). Oltre alla tossicit? e alla farmacocinetica, va aggiunto che gli agenti di contrasto a base di bario e iodio non presentano un effetto di contrasto ottimale alle tensioni dei tubi a raggi X di uso clinico ( , sopracitato). Di conseguenza, sono stati introdotti agenti di contrasto nanodimensionati per superare queste limitazioni, spesso a base di Au e Bi ( Instead, iodine-containing small molecules such as iopamidol and iodixanol have been approved as intravenous CT contrast agents by the United States Food and Drug Administration. However, there are still several concerns regarding the safety of iodinated contrast agents, such as allergic reactions or anaphylactic shock, and toxicity. renal. Also, the blood circulation time of iodinated contrast agents ? very short, preventing their preferential accumulation in lesions (D. Kim et al., cited above). In addition to the toxicity and pharmacokinetics, it should be added that barium- and iodine-based contrast agents do not exhibit optimal contrast effect at clinical X-ray tube voltages ( , cited above). As a result, nanosized contrast agents have been introduced to overcome these limitations, often based on Au and Bi (

, sopracitato). , aforementioned).

Se ? vero che spesso ? necessario utilizzare pi? di una tecnica di imaging per integrare i punti di forza di ciascuna di esse e superarne i limiti per migliorare la diagnostica, la ricerca preclinica e il monitoraggio terapeutico, ? altres? vero che ogni tecnica utilizza un diverso agente di contrasto. Generalmente, ci? significa che devono essere somministrati a un singolo soggetto pi? agenti di contrasto, differenti per ciascuna modalit? di imaging (si veda a tale proposito WO2010111066 a nome ). In questo modo, l'uso di pi? di una tecnica di bio-imaging richiede tempo e costi aggiuntivi e pu? complicare il processo diagnostico. Al contrario, disporre di agenti di contrasto multimodali che possano essere utilizzati per pi? di una tecnica di imaging ? altamente auspicabile perch? il paziente avrebbe bisogno di una sola medicina per accedere a varie tipologie di imaging. L'applicazione di agenti di contrasto multimodali ? particolarmente importante anche per ridurre i costi legati alle tecniche di imaging biologico (WO2009032752, sopracitato). Self ? true how often? need to use more of an imaging technique to integrate the strengths of each of them and overcome their limitations to improve diagnostics, preclinical research and therapeutic monitoring, ? otherwise? true that each technique uses a different contrast agent. Generally, there? does it mean that they must be administered to a single subject pi? contrast agents, different for each modality? imaging (see in this regard WO2010111066 on behalf ). In this way, the use of pi? of a bio-imaging technique requires additional time and costs and can complicate the diagnostic process. Conversely, having multimodal contrast agents that can be used for multiple? of an imaging technique? highly desirable why? the patient would need only one medicine to access various types of imaging. The application of multimodal contrast agents ? also particularly important for reducing the costs associated with biological imaging techniques (WO2009032752, cited above).

Per risolvere questo problema, sono stati introdotti agenti di contrasto multimodali in grado di coadiuvare varie tecniche tra loro quali RMN, TAC, PET o US (D. Kim et al., sopracitato). Sovente, il problema dell?inserimento di molteplici funzionalit? in un unico agente di contrasto ? stato risolto ricorrendo a nanomateriali. To solve this problem, multimodal contrast agents have been introduced capable of assisting various techniques such as NMR, CT, PET or US (D. Kim et al., cited above). Often, the problem of? Insertion of multiple functionalities? in a single contrast agent ? been solved using nanomaterials.

Ad esempio, in CN103721271B si descrive una sonda nanotecnologica multifunzionale composta da un nocciolo di nanoparticelle di oro avvolte con uno strato liposomico contenente anche unit? chelanti per ioni Gd(III). For example, CN103721271B describes a multifunctional nanotechnological probe composed of a core of gold nanoparticles wrapped with a liposomal layer also containing gold units. Gd(III) ion chelators.

In CN103223178B a nome si descrive un metodo di preparazione di nanoparticelle di Fe3O4 e nanoparticelle di oro intrappolate in un dendrimero modificato con acido folico, ottimizzate per l?imaging bimodale tramite RMN e TAC. In CN103223178B a method of preparation of nanoparticles of Fe3O4 and nanoparticles of gold trapped in a dendrimer modified with folic acid, optimized for bimodal imaging by NMR and TAC is described.

In CN102327625B a nome si riporta un metodo di preparazione di nanoparticelle metalliche (Pt, Ag, Au) e ossidiche ottimizzate per l?imaging bimodale tramite RMN e TAC. In CN102327625B in the name is reported a method of preparation of metallic (Pt, Ag, Au) and oxide nanoparticles optimized for bimodal imaging by NMR and TAC.

In CN104689346B a nome , si descrive una nanosonda multifunzionale di nanobarrette di Au, PPy e Fe3O4 che pu? essere applicata alla RMN, TAC e terapia fototermica guidata. Il paziente pu? contemporaneamente ottenere diagnosi e trattamento subendo una sola somministrazione di reagente. In CN104689346B on behalf , a multifunctional nanoprobe of Au, PPy and Fe3O4 nanorods is described which can be applied to MRI, CT and guided photothermal therapy. The patient can simultaneously obtain diagnosis and treatment by undergoing a single administration of reagent.

In CN105641696 a nome si legge di un'invenzione riguardante un materiale nano composito oro-gadolinio che comprende un nucleo interno di una nano-barretta d'oro modificata da biossido di silicio e uno strato di biossido di silicio contenente gadolinio che copre il nucleo. Il materiale ha propriet? utili per RMN, TAC, oltre a imaging foto-acustico e terapia fototermica. In CN105641696 in the name we read about an invention concerning an gold-gadolinium nano composite material comprising an inner core of a silicon dioxide-modified gold nano-rod and a layer of silicon dioxide containing gadolinium covering the core. Does the material have properties useful for MRI, CT, as well as photoacoustic imaging and photothermal therapy.

In WO2015070036 a nome vengono rivendicate nanoparticelle di ossido di ferro magnetico (MION) con nanosfere di silice (SiMION) e oro-silice (AuSiMION), per RMN, TAC oltre a ipertermia magnetica e imaging ottico. In WO2015070036 on behalf magnetic iron oxide nanoparticles (MION) with silica (SiMION) and gold-silica (AuSiMION) nanospheres are claimed, for NMR, CT as well as magnetic hyperthermia and optical imaging.

In WO2010111066 a nome si prende in considerazione il problema di collegare chimicamente pi? entit? insieme, descrivendo la preparazione di nanoparticelle di ossido di ferro ricoperte di destrano, sulle quali vengono coniugate delle nanoparticelle di oro. Il nanosistema pu? essere utilizzato per RMN e TAC. In WO2010111066 on behalf of the problem of chemically connecting pi? entity together, describing the preparation of dextran-coated iron oxide nanoparticles onto which gold nanoparticles are conjugated. The nanosystem can be used for MRI and CT.

In EP2043700 a nome si descrive il rivestimento di impianti biomedici con nanoparticelle radioopache o per RMN, che si disassemblano e possono essere eliminate dall?organismo con il tempo, aventi funzione di facilitare la localizzazione dell'impianto e il suo posizionamento solo per il tempo necessario. EP2043700 describes the coating of biomedical implants with radiopaque or NMR nanoparticles, which disassemble and can be eliminated from the body over time, with the function of facilitating the localization of the implant and its positioning only for the necessary time .

In alcuni degli esempi precedenti, gli agenti di contrasto hanno una struttura coreshell. Tuttavia, ad oggi, ci sono stati problemi significativi nello sviluppo di queste strutture core-shell per applicazioni cliniche, dato che alcune delle particelle attualmente disponibili richiedono l'uso di sostanze chimiche tossiche durante la sintesi, le quali limitano l'uso dell?agente di contrasto nel corpo umano, o possiedono una morfologia che impedisce alle particelle di essere efficacemente funzionalizzate. Altri tipi di agenti di contrasto multimodali includono entit? multiple che coadiuvano una modalit? di bioimaging distinta. Le entit? multiple sono tipicamente unite insieme usando dei leganti (linker) chimici per creare particelle singole che contengono ciascuna tutte le rispettive entit? multiple. Tuttavia, i leganti chimici hanno spesso diversa stabilit? nelle cellule e nei tessuti o nel tempo, il che significa che alcune entit? potrebbero separarsi, degradando cos? la qualit? e l'utilit? di questi agenti di contrasto. Inoltre, materiali diversi hanno diversa reattivit? con i leganti chimici, il che costringe a procedure di coniugazione superficiale generalmente lunghe e di difficile proposizione in ambito farmaceutico a livello industriale. In some of the examples above, the contrast agents have a coreshell structure. However, to date, there have been significant problems in developing these core-shell structures for clinical applications, as some of the currently available particles require the use of toxic chemicals during synthesis, which limits the use of the agent contrast agents in the human body, or possess a morphology that prevents the particles from being effectively functionalized. Other types of multimodal contrast agents include entities multiple that assist a modality? of distinct bioimaging. The entities Multiple particles are typically joined together using chemical linkers to create single particles that each contain all of their respective entities. multiple. However, chemical binders often have different stability in cells and tissues or over time, which means that some entities could separate, thus degrading? the quality? and the utility? of these contrast agents. Also, different materials have different reactivity? with chemical binders, which forces surface conjugation procedures that are generally long and difficult to propose in the pharmaceutical field at an industrial level.

Nei summenzionati casi in cui vengono descritti sistemi a base di Fe e Au, si tratta di strutture non degradabili nella componente Au, e comunque non costituiti da leghe di Au e Fe ottenibili in un?unica fase, ma richiedono pi? passaggi di sintesi e l?assemblaggio di componenti diverse. In the aforementioned cases in which systems based on Fe and Au are described, these are structures which are not degradable in the Au component, and in any case not constituted by alloys of Au and Fe which can be obtained in a single phase, but require more? synthesis steps and assembly of different components.

Fa eccezione il lavoro riportato in letteratura ( , Magneto-Plasmonic Au-Fe Alloy Nanoparticles Designed for Multimodal SERS-MRI-CT Imaging, Small (2014), vol 12, pag. 2476?2486), dove nanoparticelle di lega di Au e Fe sono ottenute come unica fase, in un solo passaggio. Tuttavia tali nanoparticelle non risultano degradabili. An exception is the work reported in the literature ( , Magneto-Plasmonic Au-Fe Alloy Nanoparticles Designed for Multimodal SERS-MRI-CT Imaging, Small (2014), vol 12, pag. 2476?2486), where Au and Fe alloy nanoparticles they are obtained as a single phase, in a single step. However, these nanoparticles are not degradable.

Laddove l?imaging debba essere seguito dalla terapia nella zona analizzata, diventa estremamente vantaggioso poter disporre di un agente di contrasto che possa svolgere anche un?azione coadiuvante nei confronti della terapia, ed in particolare per le terapie di pi? diffuso utilizzo. Where imaging must be followed by therapy in the area being analysed, it becomes extremely advantageous to have a contrast agent which can also perform an adjuvant action towards the therapy, and in particular for more complex therapies. widespread use.

La radioterapia a base di radiazioni esterne ? una strategia di trattamento del cancro ampiamente utilizzata in clinica, e riguarda il trattamento del 65-75% dei tumori solidi in diversi stadi (Q. Chen et al., sopracitato). Durante la radioterapia XRT, fasci di radiazioni ionizzanti come raggi X ad alta energia, raggi ? o fasci di elettroni sono applicati localmente sui tumori per uccidere le cellule cancerose. La radioterapia ? un tipo di trattamento potente in cui precisione e accuratezza sono fondamentali. La radioterapia guidata (?image guided radiotherapy? o IGRT) facilita la verifica accurata della posizione del tessuto bersaglio, tenendo in considerazione i cambiamenti anatomici relativi al movimento interno degli organi. La IGRT aiuta quindi a ridurre la tossicit? della radioterapia e la recidiva. Radiation therapy based on external radiation? a cancer treatment strategy widely used in the clinic, and concerns the treatment of 65-75% of solid tumors in various stages (Q. Chen et al., cited above). During XRT radiation therapy, beams of ionizing radiation such as high-energy X-rays, ? or electron beams are applied topically to tumors to kill cancerous cells. Radiotherapy? a powerful type of treatment where precision and accuracy are paramount. Image guided radiotherapy (IGRT) facilitates accurate verification of the location of target tissue, taking into account anatomical changes related to the internal movement of organs. Does IGRT therefore help reduce toxicity? of radiotherapy and recurrence.

Data la possibilit? di includere molteplici funzionalit? nei nanomateriali, la combinazione di funzioni diagnostiche e di radiosensibilizzazione nella stessa nanoparticella ? stata proposta diverse volte. Given the possibility? to include multiple features? in nanomaterials, the combination of diagnostic and radiosensitization functions in the same nanoparticle ? been offered several times.

Ad esempio, in WO200637081 e US2008003183 a nome si descrive la terapia a raggi X potenziata con nanoparticelle (NEXT), che utilizza nanomateriali come radiosensibilizzanti per migliorare l'assorbimento della radiazione elettromagnetica in cellule o tessuti specifici. I nanomateriali radiosensibilizzatori emettono elettroni Auger e generano radicali in risposta alla radiazione elettromagnetica, che pu? causare danni localizzati al DNA o altre strutture cellulari come le membrane. I nanomateriali radiosensibilizzanti possono anche essere usati come agenti di rilevamento per aiutare nella diagnosi precoce della malattia, insieme a tecniche conosciute come la TAC. For example, in WO200637081 and US2008003183 on behalf nanoparticle enhanced X-ray therapy (NEXT) is disclosed, which uses nanomaterials as radiosensitizers to enhance the absorption of electromagnetic radiation in specific cells or tissues. Radiosensitizer nanomaterials emit Auger electrons and generate radicals in response to electromagnetic radiation, which can cause localized damage to DNA or other cellular structures such as membranes. Radiosensitizing nanomaterials can also be used as sensing agents to aid in the early diagnosis of disease, alongside techniques known as CT scans.

In WO2018215595 a nome si fa riferimento al fatto che, attualmente, la tecnica di imaging pi? frequentemente utilizzata per IGRT ? la TAC. Tuttavia, la delineazione del bersaglio basata sulla TAC dei tumori dei tessuti molli tende a migliorare la precisione ma non l'accuratezza del trattamento a causa della risoluzione relativamente bassa per i tessuti molli. In alcuni tumori, il 40% circa del volume ? stimato per eccesso mediante TAC rispetto a RMN, che ha risoluzione sub-millimetrica per i tessuti molli. Pertanto, ? vantaggioso applicare sia la TAC che la RMN nella pianificazione della radioterapia dei tumori dei tessuti molli. Per risolvere questo problema, in WO2018215595 si descrive un marcatore a base di complessi di Gd(III) e XSAIB (agente di contrasto TAC in saccarosio), utile per radioterapia guidata mediante RMN e TAC. In WO2018215595 in the name reference is made to the fact that, currently, the most common imaging technique? frequently used for IGRT ? the tomography. However, CT-based target delineation of soft tissue tumors tends to improve precision but not treatment accuracy due to the relatively low resolution for soft tissue. In some tumors, about 40% of the volume is estimated by CT scan compared to MRI, which has sub-millimeter resolution for soft tissue. Therefore, ? advantageous to apply both CT and MRI in the planning of radiotherapy of soft tissue tumors. To solve this problem, in WO2018215595 a marker based on Gd(III) complexes and XSAIB (sucrose CT contrast agent) is described, useful for MRI and CT guided radiotherapy.

In EP2593186 a nome particelle di dimensioni nanometriche sono ottimizzate per radioterapia guidata da immagini TAC di un tessuto bersaglio. Pi? specificamente, l'invenzione si riferisce a nanoparticelle composte da elementi che fungono da agenti di contrasto per immagini a raggi X in forma solida, consentendo la radioterapia con fascio esterno simultanea o integrata con la tomografia computerizzata. In EP2593186 a nanometer size particles are optimized for radiotherapy guided by CT images of a target tissue. Pi? specifically, the invention relates to nanoparticles composed of elements which serve as contrast agents for X-ray imaging in solid form, enabling external beam radiotherapy simultaneous or integrated with computed tomography.

In CN108514642 a nome si descrivono nanoparticelle di Fe3O4 ed Au aventi un'eccellente biocompatibilit? e buone prestazioni per imaging mediante RMN, TAC e PA. Le nanoparticelle possono essere utilizzate per la terapia fototermica dei tumori, migliorata attraverso la radioterapia. In CN108514642 on behalf nanoparticles of Fe3O4 and Au are described having excellent biocompatibility? and good performance for MRI, CT and PA imaging. Nanoparticles can be used for photothermal therapy of tumors, enhanced through radiotherapy.

US9121049 a nome degli autori, riguarda una composizione farmaceutica per elevare la sensibilit? alla radiazione di cellule cancerose, che comprende: una nanoparticella contenente un primo elemento, che ? Pt, ed un secondo elemento che ? ferro, cobalto, palladio, argento, nichel, rame o gadolinio. La nanoparticella ? una nanoparticella di metallo, una nanoparticella di lega o una nanoparticella di metallo con una struttura a nucleo-guscio, e la dimensione della nanoparticella ? sotto un intervallo controllabile da 3 nm a 150 nm. Inoltre, la presente invenzione fornisce un metodo di rivelazione attraverso TAC o RMN. Inoltre, la presente invenzione fornisce una composizione farmaceutica per elevare la sensibilit? alla radiazione delle cellule cancerose, al fine di migliorare l'efficienza della radioterapia per le cellule tumorali. US9121049 on behalf of the authors, concerns a pharmaceutical composition for elevating the sensitivity? to the radiation of cancerous cells, which includes: a nanoparticle containing a first element, which is Pt, and a second element that ? iron, cobalt, palladium, silver, nickel, copper or gadolinium. The nanoparticle? a metal nanoparticle, an alloy nanoparticle or a metal nanoparticle with a core-shell structure, and the size of the nanoparticle ? under a controllable range from 3 nm to 150 nm. Furthermore, the present invention provides a detection method by CT or NMR. Furthermore, the present invention provides a pharmaceutical composition for enhancing the sensitivity to the radiation of cancer cells, in order to improve the efficiency of radiation therapy for cancer cells.

Complessivamente, i suddetti agenti multimodali per RMN e TAC e sensibilizzanti per radioterapia a raggi X contengono di frequente metalli pesanti o tossici, in particolare Gd(III). Nei casi in cui vengono descritti sistemi a base di Fe e Au, si tratta di strutture non degradabili nella componente Au, e comunque non costituite da leghe di Au e Fe ottenibili in un?unica fase, ma richiedono pi? passaggi di sintesi e l?assemblaggio di componenti diverse. Overall, the aforementioned MRI and CT multimodal agents and X-ray radiotherapy sensitizers frequently contain heavy or toxic metals, especially Gd(III). In the cases in which Fe and Au-based systems are described, these are non-degradable structures in the Au component, and in any case not made up of Au and Fe alloys obtainable in a single phase, but require more? synthesis steps and assembly of different components.

La terapia di cattura neutronica ? un altro tipo di radioterapia in cui sussiste la stringente necessit? di localizzare e quantificare il sensibilizzatore per calibrare la dose di neutroni da utilizzare per il trattamento del paziente. La terapia di cattura neutronica (NCT) con boro (BNCT) ? una modalit? di trattamento radioterapico basata sull'accumulo di un farmaco contenente l'isotopo <10>B e la successiva irradiazione con neutroni a bassa energia, inducendo il decadimento del <10>B in <7>Li e in una particella ?. L?elevato LET (trasferimento lineare di energia) delle due particelle <7>Li e ? causa la morte delle cellule neoplastiche che hanno accumulato gli atomi di B. Una variante consiste nella GdNCT, la quale per? ? associata alla generazione di elettroni Auger i quali hanno LET notevolmente inferiore, nonostante la sezione d?urto di cattura neutronica dell'isotopo 157Gd sia superiore a quella del <10>B. Neutron capture therapy? another type of radiotherapy in which there is an urgent need? to locate and quantify the sensitizer to calibrate the neutron dose to be used for patient treatment. Boron Neutron Capture Therapy (NCT)? a mode? of radiotherapy treatment based on the accumulation of a drug containing the isotope <10>B and the subsequent irradiation with low energy neutrons, inducing the decay of the <10>B into <7>Li and into a ? particle. The high LET (linear energy transfer) of the two particles <7>Li and ? causes the death of the neoplastic cells that have accumulated the atoms of B. A variant consists in the GdNCT, which for? ? associated with the generation of Auger electrons which have a considerably lower LET, despite the neutron capture cross section of the 157Gd isotope being higher than that of <10>B.

La necessit? di accumulare elevate quantit? di radionsensibilizzatore nel tessuto da trattare e di quantificare l?accumulo mediante tecniche di imaging tomografiche, ha spinto allo sviluppo di diversi sistemi multifunzionali per NCT, prevalentemente molecolari ma anche sotto forma di nanomateriali. The necessity? to accumulate large quantities? of radiosensitizer in the tissue to be treated and to quantify the accumulation using tomographic imaging techniques, has led to the development of various multifunctional systems for NCT, mainly molecular but also in the form of nanomaterials.

Ad esempio, EP2836237 a nome riguarda nanoparticelle ultrafini utili come agente diagnostico e terapeutico, somministrabili attraverso le vie aeree. Le nanoparticelle consistono in una matrice silicea contenente vari elementi utili ai fini della RMN, TAC, radiosensibilizzazione e della NCT, e basati su lantanidi e Gd. For example, EP2836237 in the name relates to ultrafine nanoparticles useful as a diagnostic and therapeutic agent, which can be administered through the airways. The nanoparticles consist of a silica matrix containing various elements useful for NMR, TAC, radiosensitization and NCT purposes, and based on lanthanides and Gd.

In WO2009032752 gi? sopra citato, si descrive un nanosistema a base di ossido di silicio che incorpora funzioni chelanti per ioni di Gd, il tutto ricoperto in superficie da uno strato di oro. Il sistema pu? essere utilizzato per RMN e GdNCT. In WO2009032752 already? mentioned above, a silicon oxide-based nanosystem is described which incorporates chelating functions for Gd ions, all covered on the surface by a layer of gold. The system can be used for MRI and GdNCT.

In EP2099304 e US8287839 a nome si considerano composti boronati a bassa tossicit? per la diagnosi ed il trattamento dei tumori. Pi? specificamente, l?invenzione consiste in composti di porfirina contenenti carborano con gruppi alogenuro, ammina o nitro e metodi per il loro uso in particolare nella terapia di cattura dei neutroni con boro (BNCT), radioterapia XRT e terapia fotodinamica (PDT) per il trattamento di tumori del cervello, testa e collo e tessuti circostanti. L'invenzione ? anche diretta ad utilizzare questi composti di porfirina contenenti carborano in metodi di imaging e/o diagnosi del tumore come RMN, SPECT o PET. Il metallo pu? essere vanadio, manganese, ferro, rutenio, tecnezio, cromo, platino, cobalto, nichel, rame, zinco, germanio, indio, stagno, ittrio, oro, bario, tungsteno o gadolinio. In EP2099304 and US8287839 on behalf are considered low toxicity boron compounds? for the diagnosis and treatment of tumours. Pi? specifically, the invention consists of carborane-containing porphyrin compounds with halide, amine or nitro groups and methods for their use particularly in boron neutron capture therapy (BNCT), XRT radiotherapy and photodynamic therapy (PDT) for the treatment of tumors of the brain, head and neck and surrounding tissue. The invention ? also aimed at using these carborane-containing porphyrin compounds in tumor imaging and/or diagnosis methods such as NMR, SPECT or PET. The metal can be vanadium, manganese, iron, ruthenium, technetium, chromium, platinum, cobalt, nickel, copper, zinc, germanium, indium, tin, yttrium, gold, barium, tungsten or gadolinium.

In EP2200659 a nome si considerano nanoparticelle aventi dimensioni comprese tra 1 e 50 nm, costituite da un ossido o un ossidrossido di almeno un lantanide, o un nucleo di ossidrossido di almeno un lantanide e un rivestimento costituito da un polisilossano, facoltativamente con molecole organiche innestate alla superficie o incluse in esso. Tali nanoparticelle funzionano come agenti radiosensibilizzanti iniettabili tesi a migliorare l'efficacia del trattamento di un tumore mediante raggi X o irradiazione gamma o terapia di cattura neutronica mediante gadolinio. In EP2200659 on behalf nanoparticles having dimensions between 1 and 50 nm are considered, consisting of an oxide or an oxyhydroxide of at least one lanthanide, or an oxyhydroxide nucleus of at least one lanthanide and a coating consisting of a polysiloxane, optionally with grafted organic molecules to the surface or included in it. Such nanoparticles function as injectable radiosensitizing agents to improve the efficacy of treating a tumor by X-ray or gamma irradiation or gadolinium neutron capture therapy.

In US2007093463 a nome si rivendica un composto di tetrafenilporfirina contenente carborano a bassa tossicit?, per uso in particolare nella terapia di cattura dei neutroni con boro (BNCT), radioterapia XRT e terapia fotodinamica (PDT). L'invenzione include anche metodi di imaging del tumore e/o diagnosi come RMN, SPECT o PET usando questi composti alogenati contenenti tetrafenilporfirina e carborano. In US2007093463 the name claims a compound of tetraphenylporphyrin containing low toxicity carborane, for use in particular in boron neutron capture therapy (BNCT), XRT radiotherapy and photodynamic therapy (PDT). The invention also includes methods of tumor imaging and/or diagnosis such as NMR, SPECT or PET using these halogenated compounds containing tetraphenylporphyrin and carborane.

In US8557290 a nome si descrivono nanoparticelle di ossido di ferro con uno strato esterno di ossido di titanio, sulla cui superficie sono coordinati altri elementi quali Gd, utilizzabile per RMN, TAC, GdNCT, oltre ad altre applicazioni terapeutiche. US8557290 in the name describes nanoparticles of iron oxide with an outer layer of titanium oxide, on the surface of which other elements such as Gd are coordinated, which can be used for NMR, TAC, GdNCT, as well as other therapeutic applications.

Complessivamente, i suddetti agenti multifunzionali contengono di frequente metalli pesanti o tossici, in particolare Gd(III). Solo in rari casi, il trovato risulta compatibile simultaneamente per diverse modalit? di imaging e terapia quali RMN, TAC, XRT e BNCT. Nei casi in cui vengono descritti sistemi a base di Fe, Mn, B o Au, si tratta di strutture non degradabili nella componente Au, e comunque non costituite da leghe ottenibili in un?unica fase, ma richiedono pi? passaggi di sintesi e l?assemblaggio di componenti diverse. Overall, the aforementioned multifunctional agents frequently contain heavy or toxic metals, in particular Gd(III). Only in rare cases, is the invention compatible simultaneously for different modalities? imaging and therapy such as MRI, CT, XRT and BNCT. In the cases in which systems based on Fe, Mn, B or Au are described, these are non-degradable structures in the Au component, and in any case not made up of alloys obtainable in a single phase, but require more? synthesis steps and assembly of different components.

I metodi di sintesi utilizzati per ottenere nanomedicine organiche multifunzionali nei suddetti brevetti consistono nella realizzazione di aggregati polimerici e/o proteici sui quali siano presenti le funzioni specifiche all?origine della multimodalit?, quali ad esempio dei gruppi funzionali in grado di coordinare stabilmente ioni metallici, agganciati all?impalcatura molecolare principale tramite procedure di sintesi organica opportunamente sviluppate. The synthesis methods used to obtain multifunctional organic nanomedicines in the aforementioned patents consist in the creation of polymeric and/or protein aggregates on which the specific functions at the origin of multimodality are present, such as for example functional groups capable of stably coordinating metal ions , hooked to the main molecular scaffolding through appropriately developed organic synthesis procedures.

I metodi di sintesi utilizzati per ottenere nanomedicine inorganiche multifunzionali consistono nel ridurre sali metallici in opportune condizioni di temperatura, pressione e ambiente di solvatazione, al fine di dirigere l?assemblaggio dei diversi elementi chimici verso la formazione di strutture ordinate con una ben precisa geometria e dimensione. Successivamente o simultaneamente alla formazione di tali nanostrutture inorganiche, avviene il rivestimento degli stessi con uno strato di polimeri o altre sostanze biocompatibili volte a garantire la stabilit? colloidale in fluidi biologici. The synthesis methods used to obtain multifunctional inorganic nanomedicines consist in reducing metal salts in suitable conditions of temperature, pressure and solvation environment, in order to direct the assembly of the different chemical elements towards the formation of ordered structures with a very precise geometry and dimension. Subsequently or simultaneously with the formation of these inorganic nanostructures, their coating takes place with a layer of polymers or other biocompatible substances aimed at guaranteeing the stability of the nanostructures. colloid in biological fluids.

In nessuno dei casi sopra riportati si fa riferimento a tecniche di sintesi che non necessitano di sostanze chimiche tossiche e/o costose, e che agiscono in condizioni lontane dall?equilibrio termodinamico, per la preparazione delle nanoparticelle multifunzionali, che infatti non risultano mai composte da fasi disordinate o metastabili (ovvero stabili cineticamente ma non termodinamicamente). In none of the above cases is reference made to synthesis techniques which do not require toxic and/or expensive chemical substances, and which act in conditions far from thermodynamic equilibrium, for the preparation of the multifunctional nanoparticles, which in fact are never composed of disordered or metastable phases (i.e. kinetically but not thermodynamically stable).

Molti dei sistemi descritti nello stato dell?arte hanno struttura molecolare e, oltre a contenere Gd, presentano gli inconvenienti di biodistribuzione e immediato accumulo renale dei composti molecolari. La coordinazione del Gd(III) in molti composti, tra cui i derivati porfirinici, ? caratterizzata da una costante di associazione sensibilmente inferiore a quella dei chelanti pi? efficienti per RMN come il DOTA, e il rilascio di Gd tramite scambio cationico con qualsivoglia ione metallico presente nell?organismo ad elevata concentrazione (in particolare Fe(III)) sarebbe immediato. Many of the systems described in the state of the art have a molecular structure and, in addition to containing Gd, have the drawbacks of biodistribution and immediate renal accumulation of the molecular compounds. The coordination of Gd(III) in many compounds, including porphyrin derivatives, is characterized by a significantly lower association constant than that of the chelating agents most? efficient for NMR such as DOTA, and the release of Gd via cation exchange with any metal ion present in the body at high concentration (in particular Fe(III)) would be immediate.

In generale, la biocompatibilit? delle nanoparticelle inorganiche ? un fattore critico ( sopracitato). Ci sono attualmente circa 50 nanofarmaci che sono stati approvati dalla FDA (Food and Drug Administration), e le principali fonti di ritardo per la traduzione nella pratica clinica riguardano la biodistribuzione e le considerazioni sulla sicurezza delle nanoparticelle ( , sopracitato). Ci vogliono in media 12 anni perch? un nuovo farmaco passi dall'invenzione alla domanda clinica con l'approvazione della FDA, e la sicurezza rimane un aspetto critico di questo processo ( sopracitato). In general, the biocompatibilit? of inorganic nanoparticles ? a critical factor (mentioned above). There are currently about 50 nanodrugs that have been approved by the Food and Drug Administration (FDA), and the main sources of delay for translation into clinical practice relate to biodistribution and safety considerations of nanoparticles ( , cited above). It takes an average of 12 years why? a new drug moves from invention to clinical application with FDA approval, and safety remains a critical aspect of this process (mentioned above).

D?altra parte, la modifica delle nanoparticelle per aumentarne il tempo di circolazione ? un fattore critico nelle prestazioni di imaging e terapia. Il metodo di modifica pi? comune ? l'incapsulamento di nanomateriali idrofobici in un guscio di glicole polietilenico (PEG), che aumenta notevolmente la solubilit? e prolunga il tempo di circolazione del sangue. A causa della struttura idrofila del PEG, il legame delle nanoparticelle alle opsonine e il riconoscimento da parte dei macrofagi sono nettamente minori, riducendo il sequestro delle nanoparticelle da parte del sistema reticoloendoteliale (RES), ed in particolare da parte del fegato, della milza e dei polmoni, prolungando cos? l'emivita della circolazione sanguigna ( On the other hand, the modification of the nanoparticles to increase their circulation time? a critical factor in imaging and therapy performance. The best editing method? common ? the encapsulation of hydrophobic nanomaterials in a polyethylene glycol (PEG) shell, which greatly increases the water solubility and prolongs the blood circulation time. Due to the hydrophilic structure of PEG, the binding of the nanoparticles to opsonins and the recognition by macrophages are significantly lower, reducing the sequestration of the nanoparticles by the reticuloendothelial system (RES), and in particular by the liver, spleen and of the lungs, prolonging cos? the half-life of blood circulation (

sopracitati). Per il targeting passivo, il tempo di circolazione e la dimensione della nanoparticella, che pu? variare da diversi nanometri a centinaia di nanometri, sono le caratteristiche pi? importanti ( sopracitato). above mentioned). For passive targeting, circulation time and nanoparticle size, which can? vary from several nanometers to hundreds of nanometers, are the characteristics more? important (mentioned above).

Dunque, le nanoparticelle inorganiche con propriet? multiple e diversificate, pur avendo un enorme potenziale nel campo della nanomedicina, devono superare i problemi di tossicit? in tessuti e organi sani, cosa che ha portato ad una loro limitata trasposizione nella clinica fino ad oggi. L'emergere di nanoparticelle inorganiche degradabili o con dimensioni compatibili con il rapido accumulo negli organi deputati alla rimozione dei corpi estranei dall?organismo permette di limitare questo problema Therefore, inorganic nanoparticles with properties multiple and diversified, despite having a huge potential in the field of nanomedicine, must overcome the problems of toxicity? in healthy tissues and organs, which has led to their limited transposition into the clinic to date. The emergence of degradable inorganic nanoparticles or with dimensions compatible with the rapid accumulation in the organs responsible for the removal of foreign bodies from the organism makes it possible to limit this problem

In sintesi, i problemi tipicamente riscontrati nel concepimento, realizzazione e applicazione di medicine o nanomedicine multifunzionali per tecniche diagnostiche quali RMN o TAC e per radioterapia con raggi X o neutroni consistono in uno o pi? dei seguenti casi: In summary, the problems typically encountered in the conception, realization and application of multifunctional medicines or nanomedicines for diagnostic techniques such as MRI or CT and for radiotherapy with X-rays or neutrons consist of one or more? of the following cases:

- presenza di sostanze non biocompatibili o tossiche quali terre rare, metalli pesanti, metalli tossici; - presence of non-biocompatible or toxic substances such as rare earths, heavy metals, toxic metals;

- limitata stabilit? colloidale, con conseguente limitato accumulo nei tessuti da trattare, in associazione ad un accumulo immediato e massiccio nei sistemi o organi deputati alla rimozione dei corpi estranei dall?organismo; - limited stability? colloidal, with consequent limited accumulation in the tissues to be treated, in association with an immediate and massive accumulation in the systems or organs responsible for the removal of foreign bodies from the organism;

- rapida rimozione per via renale dei composti con dimensioni ridotte (tipico dei composti molecolari), con conseguente limitato accumulo nei tessuti da trattare, salvo ricorrere alla somministrazione massiccia della sostanza, con conseguente notevole accumulo a livello renale. Ci? comporta inoltre tempi di infusione e somministrazione significativamente lunghi; - rapid renal removal of compounds with small dimensions (typical of molecular compounds), with consequent limited accumulation in the tissues to be treated, unless resorting to massive administration of the substance, with consequent considerable accumulation in the kidneys. There? it also involves significantly long infusion and administration times;

- reazioni avverse dovute a epatotossicit?, accumulo in organi del sistema nervoso, reazioni allergiche, tempi di infusione eccessivamente lunghi. Ad esempio, i mezzi di contrasto a base di gadolinio aumentano il rischio di fibrosi sistemica nefrogenica (NSF) in pazienti con insufficienza renale grave acuta o cronica (velocit? di filtrazione glomerulare inferiore a 30 mL/min/1.73 m<2>) o insufficienza renale acuta di qualsiasi gravit? dovuta a sindrome epato-renale o nel periodo di trapianto epatico perioperatorio; - adverse reactions due to hepatotoxicity, accumulation in organs of the nervous system, allergic reactions, excessively long infusion times. For example, gadolinium-based contrast agents increase the risk of nephrogenic systemic fibrosis (NSF) in patients with acute or chronic severe renal insufficiency (glomerular filtration rate less than 30 mL/min/1.73 m<2>) or acute renal failure of any severity due to hepatorenal syndrome or in the period of perioperative liver transplantation;

- biopersistenza della sostanza nell?organismo per un tempo indefinito, a causa della natura chimicamente inerte e delle dimensioni eccessive; - biopersistence of the substance in the organism for an indefinite time, due to its chemically inert nature and excessive dimensions;

- impossibilit? di sintetizzare gli agenti multifunzionali per limitazioni termodinamiche che ne impediscono la formazione in condizioni di sintesi convenzionali (partendo da sali di metalli); - impossibility? to synthesize multifunctional agents due to thermodynamic limitations which prevent their formation under conventional synthesis conditions (starting from metal salts);

- procedura di sintesi costosa, non scalabile su quantitativi necessari per l?utilizzo a livello clinico, o non compatibili con le procedure di riproducibilit?, sterilit? e sicurezza richieste per l?uso clinico; - expensive synthesis procedure, not scalable on quantities necessary for use at a clinical level, or not compatible with reproducibility, sterility? and safety required for clinical use;

- scarsa efficacia dovuta alla bassa densit? di elementi funzionali ai fini diagnostici o terapeutici, spesso accentuata dalla limitata permeazione della sostanza nell?area di interesse, a livello tissutale o di penetrazione cellulare. - poor effectiveness due to the low density? of functional elements for diagnostic or therapeutic purposes, often accentuated by the limited permeation of the substance in the area of interest, at the tissue level or cellular penetration.

Tutti i suddetti problemi sono moltiplicati per il numero di diverse sostanze da utilizzare nel caso sia necessario somministrare diversi agenti di contrasto o terapeutici monofunzionali. A ci? vanno aggiunti i limiti legati all?uso di sostanze monofunzionali, enunciati precedentemente, tra cui ad esempio l?impossibilit? di dosare e localizzare il sensibilizzatore, per valutare l?efficacia della somministrazione e calibrare il dosaggio e la distribuzione spaziale di radiazioni a fini terapeutici. All of the above problems are multiplied by the number of different substances to be used in case it is necessary to administer different contrast agents or monofunctional therapeutics. To there? must be added the limits related to the use of monofunctional substances, set out previously, including for example the impossibility? to dose and locate the sensitizer, to evaluate the effectiveness of the administration and calibrate the dosage and spatial distribution of radiation for therapeutic purposes.

Per risolvere molte delle suddette problematiche, ed ottenere i vantaggi nel seguito evidenziati, i Proponenti hanno studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato. In order to solve many of the aforementioned problems, and to obtain the advantages highlighted below, the Applicants have studied, tested and implemented the present invention.

DEFINIZIONI DEFINITIONS

Se non diversamente definito, tutti i termini dell?arte, notazioni e altri termini scientifici qui utilizzati sono destinati ad avere i significati comunemente compresi da coloro che sono esperti nella tecnica a cui questa descrizione appartiene. In alcuni casi, termini con significati comunemente compresi sono qui definiti per chiarezza e/o per pronto riferimento; l?inserimento di tali definizioni nella presente descrizione non deve quindi essere interpretata come rappresentativa di una differenza sostanziale rispetto a quanto ? generalmente compreso nell?arte. Unless otherwise defined, all art terms, notations and other scientific terms used herein are intended to have the meanings commonly understood by those skilled in the art to which this description pertains. In some instances, terms with commonly understood meanings are defined herein for clarity and/or ready reference; the inclusion of such definitions in the present description should therefore not be interpreted as representing a substantial difference with respect to what? generally understood in the art.

I termini ?trattare?, ?trattando? e ?trattamento? si riferiscono a un metodo per alleviare o abrogare una malattia e / o i suoi sintomi associati. The terms ?treating?, ?treating? and ?treatment? they refer to a method of alleviating or abroging a disease and/or its associated symptoms.

I termini ?prevenire?, ?prevenendo? e ?prevenzione? si riferiscono a un metodo per prevenire l'insorgenza di una malattia e / o i suoi sintomi associati o impedire a un soggetto di acquisire una malattia. Come qui utilizzato, ?prevenire?, ?prevenendo? e ?prevenzione? includono anche ritardare l'insorgenza di una malattia e/o i suoi sintomi associati e ridurre il rischio di un soggetto di contrarre una malattia. Il termine "quantit? terapeuticamente efficace" si riferisce a quella quantit? del composto da somministrare sufficiente per prevenire lo sviluppo o alleviare in una certa misura uno o pi? dei sintomi della condizione o disturbo da trattare. The terms ?prevent?, ?preventing? and ?prevention? refer to a method of preventing the occurrence of a disease and/or its associated symptoms or preventing a person from acquiring a disease. As used here, ?prevent?, ?preventing? and ?prevention? they also include delaying the onset of a disease and/or its associated symptoms and reducing a person's risk of contracting a disease. The term "therapeutically effective amount" refers to that amount of the compound to be administered sufficient to prevent the development or alleviate to some extent one or more? of the symptoms of the condition or disorder being treated.

I termini ?comprendente?, ?avente?, ?includente? e ?contenente? sono da intendersi come termini aperti (cio? il significato ?comprendente, ma non limitato a?) e sono da considerarsi come un supporto anche per termini come ?consistere essenzialmente di?, ?consistente essenzialmente di?, ?consistere di? o ?consistente di?. The terms ?comprising?, ?having?, ?including? and ?containing? are to be understood as open terms (ie the meaning ?comprising, but not limited to?) and are to be considered as a support also for terms such as ?consist essentially of?, ?consist essentially of?, ?consist of? or ?consisting of?.

I termini ?consiste essenzialmente di?, ?consistente essenzialmente di? sono da intendersi come termini semi-chiusi, il che significa che non ? incluso nessun altro ingrediente che incide sulle nuove caratteristiche dell?invenzione (eccipienti opzionali possono quindi essere inclusi). The terms ?consists essentially of?, ?consists essentially of? are to be understood as semi-closed terms, which means that not ? including no other ingredients that affect the novel features of the invention (optional excipients may therefore be included).

I termini ?consiste di?, ?consistente di? sono da intendersi come termini chiusi. The terms ?consists of?, ?consisting of? are to be understood as closed terms.

Con l?acronimo ?RMN? si intende la tecnica strumentale della risonanza magnetica nucleare. With the acronym ?RMN? refers to the instrumental technique of nuclear magnetic resonance.

Con l?acronimo ?TAC? si intende la tecnica strumentale della tomografia assiale computerizzata a raggi X. With the acronym ?TAC? means the instrumental technique of X-ray computed tomography.

Con l?acronimo ?XRT? si intende la tecnica strumentale della radioterapia mediante raggi X. With the acronym ?XRT? means the instrumental technique of radiotherapy using X-rays.

Con l?acronimo ?NCT? si intende la tecnica strumentale della radioterapia per cattura neutronica. With the acronym ?NCT? refers to the instrumental technique of radiotherapy by neutron capture.

Con l?acronimo ?BNCT? si intende la tecnica strumentale della radioterapia di cattura neutronica con boro. With the acronym ?BNCT? refers to the instrumental technique of neutron capture radiotherapy with boron.

Con l?acronimo ?NM? si intende ?nanomateriale?. With the acronym ?NM? means ?nanomaterial?.

Con l?acronimo ?PET? si intende la tecnica strumentale della tomografia a emissione di positroni. With the acronym ?PET? means the instrumental technique of positron emission tomography.

Con l?acronimo ?US? si intende il termine ultrasuoni, a meno che l?acronimo US non sia posto subito prima di numeri, e in tal caso indica invece dei numeri di documenti brevettuali statunitensi. With the acronym ?US? means the term ultrasound, unless the acronym US is placed immediately before numbers, in which case it indicates US patent document numbers instead.

Con i termini ?imaging? oppure ?bio-imaging?, si intende la visualizzazione di strutture e processi biologici. With the terms ?imaging? or ?bio-imaging?, meaning the visualization of biological structures and processes.

Con l?acronimo ?IGRT? si intende la radio terapia guidata da immagini. With the acronym ?IGRT? refers to image-guided radiotherapy.

Con l?acronimo ?LET? si intende trasferimento lineare di energia. With the acronym ?LET? means linear transfer of energy.

Con l?acronimo ?SPECT? si intende la tomografia a emissione di fotone singolo. With the acronym ?SPECT? means single photon emission tomography.

Con l?acronimo ?PDT? si intende la terapia fotodinamica. With the acronym ?PDT? means photodynamic therapy.

Con l?acronimo ?DOTA? si intende il chelante acido dodecanotetraacetico. With the acronym ?DOTA? is meant the chelator dodecanotetraacetic acid.

Con l?acronimo ?RES? si intende il sistema reticoloendoteliale. With the acronym ?RES? refers to the reticuloendothelial system.

Con l?acronimo ?NSF? si intende la fibrosi sistemica nefrogenica With the acronym ?NSF? refers to nephrogenic systemic fibrosis

Con i termini ?dimensione geometrica? si intende la dimensione misurata con il microscopio elettronico a trasmissione. With the terms ?geometric dimension? means the dimension measured with the transmission electron microscope.

Con i termini ?analisi EDX? si intende l?analisi spettroscopica ?EDX? dall?inglese energy dispersive X-ray analysis. With the terms ?EDX analysis? do you mean the spectroscopic analysis? EDX? from the English energy dispersive X-ray analysis.

Con l?acronimo ?PEG? si intende il glicole polietilenico. With the acronym ?PEG? means polyethylene glycol.

Con l?acronimo ?FCS? si intende il siero fetale bovino (dall?inglese ?fetal calf serum?). With the acronym ?FCS? means the fetal bovine serum (from the English ?fetal calf serum?).

Con l?acronimo ?PBS? si intende il tampone fosfato salino (dall?inglese ?phosphatebuffered saline). With the acronym ?PBS? means the saline phosphate buffer (from the English ?phosphatebuffered saline).

Con l?acronimo ?DLS? si intende la tecnica di misurazione di diffusione dinamica della luce dall?inglese ?dynamic light scattering?. With the acronym ?DLS? means the dynamic light scattering measurement technique from the English ?dynamic light scattering?.

Con l?acronimo ?FTIR? si intende la spettroscopia IR a trasformata di Fourier. With the acronym ?FTIR? means Fourier transform IR spectroscopy.

Con l?acronimo ?TEM? si intende la microscopia elettronica a trasmissione. With the acronym ?TEM? refers to transmission electron microscopy.

I simboli Gd, Au, Fe, Mn, B, Ag, O, C etc etc sono i simboli degli elementi chimici come riportati nella tavola periodica degli elementi. The symbols Gd, Au, Fe, Mn, B, Ag, O, C etc etc are the symbols of the chemical elements as shown in the periodic table of elements.

Con l?espressione ?FeB NPs? oppure con l?espressione ?Fe-B NPs? si intendono nanoparticelle in nanolega ferro e boro, anche dette nanoparticelle in nanolega Fe-B. With the expression ?FeB NPs? or with the expression ?Fe-B NPs? refers to iron and boron nanoalloy nanoparticles, also called Fe-B nanoalloy nanoparticles.

Con la sigla ?HU? si intendono le unit? Hounsfield (HU) per la misurazione della radiodensit?. With the initials ?HU? do you mean the units? Hounsfield (HU) for measuring radiodensity.

SCOPI E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE OBJECTS AND SUMMARY OF THE INVENTION

? scopo della presente invenzione quello di superare gli inconvenienti dell?arte nota. ? object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art.

In particolare ? scopo della presente invenzione presentare nanoparticelle comprendenti una nanolega metallica ed uno stabilizzante organico biocompatibile, utili nella diagnosi e nella terapia di varie condizioni patologiche, tra le quali il cancro. In particular ? object of the present invention to present nanoparticles comprising a metal nanoalloy and a biocompatible organic stabilizer, useful in the diagnosis and therapy of various pathological conditions, including cancer.

Questi ed altri scopi della presente invenzione sono raggiunti mediante un nanoparticelle incorporanti le caratteristiche delle rivendicazioni allegate, le quali formano parte integrante della presente descrizione. These and other objects of the present invention are achieved by means of a nanoparticle incorporating the characteristics of the attached claims, which form an integral part of the present description.

Secondo un primo aspetto, l?invenzione ha per oggetto nanoparticelle con una dimensione geometrica compresa tra 1 e 1000 nm, preferibilmente tra 1 e 500 nm, comprendenti una nanolega metallica ed uno stabilizzante organico biocompatibile in cui: According to a first aspect, the invention relates to nanoparticles with a geometric size between 1 and 1000 nm, preferably between 1 and 500 nm, comprising a metal nanoalloy and a biocompatible organic stabilizer in which:

a) la nanolega consiste essenzialmente di X-Y-Z, in cui X, Y e Z sono differenti tra di loro e in cui X pu? essere ferro , Y pu? essere ferro, manganese oppure boro e Z pu? essere argento, manganese, boro oppure pu? essere assente; e a) the nanoalloy essentially consists of X-Y-Z, in which X, Y and Z are different from each other and in which X can? be iron , Y pu? be iron, manganese or boron and Z can? be silver, manganese, boron or pu? be absent; And

b) quando Z ? presente, X varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 5% e il 95%, Y varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 2,5% e l?85% e Z varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 2,5% e il 50%; quando Z ? assente, X e Y variano in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 5% e il 95% e caratterizzate dal fatto di essere degradabili in un fluido biologico. b) when Z ? present, X varies in the atomic percentage range of 5% to 95%, Y varies in the atomic percentage range of 2.5% to 85%, and Z varies in the atomic percentage range of 2.5% and 50%; when Z ? absent, X and Y vary in an atomic percentage range between 5% and 95% and are characterized by being degradable in a biological fluid.

Un differente aspetto della presente invenzione si riferisce anche all?uso combinato, simultaneo e/o spazialmente coincidente delle nanoparticelle dell?invenzione come agenti di contrasto nelle tecniche diagnostiche basate sull?acquisizione di immagini del corpo umano e/o animale, quale ad esempio per la RMN e/o la TAC, e come agenti sensibilizzatori nelle tecniche radioterapiche quali ad esempio la radioterapia XRT e/o la radioterapia NCT. A different aspect of the present invention also refers to the combined, simultaneous and/or spatially coincident use of the nanoparticles of the invention as contrast agents in diagnostic techniques based on the acquisition of images of the human and/or animal body, such as for example for MRI and/or CT, and as sensitizing agents in radiotherapeutic techniques such as, for example, XRT radiotherapy and/or NCT radiotherapy.

Ulteriori caratteristiche e scopi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue. Further characteristics and purposes of the present invention will become clearer from the following description.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

L?invenzione verr? descritta qui di seguito con riferimento ad alcuni esempi, forniti a scopo esplicativo e non limitativo, ed illustrati nei disegni annessi. Questi disegni illustrano differenti aspetti e forme di realizzazione della presente invenzione e, dove appropriato, numeri di riferimento illustranti strutture, componenti, materiali e/o elementi simili in differenti figure sono indicati da numeri di riferimento similari. The invention will come described hereinafter with reference to some examples, provided for explanatory and non-limiting purposes, and illustrated in the accompanying drawings. These drawings illustrate different aspects and embodiments of the present invention and, where appropriate, reference numerals illustrating similar structures, components, materials and/or elements in different figures are indicated by like reference numerals.

La Figura 1 riporta uno schema per la produzione di nanoparticelle mediante ablazione laser in liquido: gli impulsi emessi da un laser (a) vengono deviati tramite un sistema di ottiche (b), che pu? essere fisso o meccanizzato, e focalizzati tramite opportune lenti (c) all?interno di una cella (d) contenente del liquido e la lamina metallica (e). Il liquido all?interno della cella pu? permanere per la durata dell?esperimento, oppure pu? essere cambiato utilizzando una pompa (f) che attinga da una riserva (g) e scarichi in un contenitore (h). Figure 1 shows a scheme for the production of nanoparticles by laser ablation in liquid: the pulses emitted by a laser (a) are deflected by an optical system (b), which can be fixed or mechanized, and focused through suitable lenses (c) inside a cell (d) containing the liquid and the metal plate (e). The liquid inside the cell can? remain for the duration of the experiment, or can? be changed using a pump (f) which draws from a reserve (g) and discharges into a container (h).

La Figura 2 si riferisce alla caratterizzazione strutturale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa ? mostrata l?analisi EDX semiquantitativa eseguita su polvere di nanoparticelle in nanolega di Fe-B, indicante la presenza di Fe e B, oltre a C e O (propri del rivestimento con polivinilpirrolidone). Figure 2 refers to the structural characterization of nanoparticles in Fe-B nanoalloy: in it ? Semi-quantitative EDX analysis performed on Fe-B nanoalloy nanoparticle powder is shown, indicating the presence of Fe and B, as well as C and O (due to the polyvinylpyrrolidone coating).

La Figura 3 si riferisce alla caratterizzazione strutturale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa ? mostrata la distribuzione dimensionale misurata tramite DLS per una soluzione di nanoparticelle in nanolega Fe-B in FCS, PBS e acqua. Figure 3 refers to the structural characterization of nanoparticles in Fe-B nanoalloy: in it ? The size distribution measured by DLS is shown for a solution of Fe-B nanoalloy nanoparticles in FCS, PBS, and water.

La Figura 4 si riferisce alla caratterizzazione strutturale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa ? mostrata l?analisi FTIR eseguita su polveri di nanoparticelle in nanolega Fe-B, la quale esibisce i picchi di assorbimento caratteristici del polivinilpirrolidone che ricopre le nanoparticelle (regione 1100 ? 1700 cm<-1 >e 800 - 600 cm<-1>). Figure 4 refers to the structural characterization of Fe-B nanoalloy nanoparticles: in it ? shown the FTIR analysis performed on nanoparticle powders in Fe-B nanoalloy, which exhibits the characteristic absorption peaks of the polyvinylpyrrolidone that coats the nanoparticles (region 1100 ? 1700 cm<-1 >and 800 - 600 cm<-1>) .

La Figura 5 si riferisce alla caratterizzazione strutturale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa sono mostrate immagini TEM di nanoparticelle in nanolega Fe-B miscelate con FCS a pH lisosomico (pH = 4,5) per un tempo pari a 0 h e 1 mese. Dopo 0 h, le nanoparticelle hanno forma sferica e dimensioni comprese tra 1 e 90 nm. Dopo 1 mese, le nanoparticelle hanno ancora forma sferica ma le dimensioni risultano comprese tra 1 e < 20 nm. Figure 5 refers to the structural characterization of Fe-B nanoalloy nanoparticles: it shows TEM images of Fe-B nanoalloy nanoparticles mixed with FCS at lysosomal pH (pH = 4.5) for a time equal to 0 h and 1 month. After 0 h, the nanoparticles are spherical in shape and range in size from 1 to 90 nm. After 1 month, the nanoparticles still have a spherical shape but the dimensions are between 1 and < 20 nm.

La Figura 6 si riferisce alla caratterizzazione strutturale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa ? mostrata la distribuzione di dimensioni misurata mediante TEM (dimensione geometrica), su nanoparticelle in nanolega Fe-B miscelate con FCS a pH lisosomico (pH = 4,5) per 0 h (quadrati) e 1 mese (cerchi). Si osserva la progressiva diminuzione delle dimensioni delle nanoparticelle con il passare del tempo. Figure 6 refers to the structural characterization of nanoparticles in Fe-B nanoalloy: in it ? shown is the size distribution measured by TEM (geometric size), on Fe-B nanoalloy nanoparticles mixed with FCS at lysosomal pH (pH = 4.5) for 0 h (squares) and 1 month (circles). The progressive decrease in the size of the nanoparticles with the passage of time is observed.

La Figura 7 si riferisce alla caratterizzazione strutturale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa ? mostrata l?analisi XRD eseguita su un campione in polvere di nanoparticelle in nanolega Fe-B, la quale esibisce le riflessioni caratteristiche delle celle ortorombica (Pnma) e cubica (BCC) del Fe-B, oltre ad un cospicuo fondo attribuito alla presenza di una componente amorfa. Figure 7 refers to the structural characterization of nanoparticles in Fe-B nanoalloy: in it ? XRD analysis performed on a powder sample of Fe-B nanoalloy nanoparticles is shown, which exhibits the characteristic reflections of the orthorhombic (Pnma) and cubic (BCC) cells of Fe-B, as well as a conspicuous background attributed to the presence of an amorphous component.

La Figura 8 si riferisce alla caratterizzazione funzionale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa sono riportate immagini RMN pesate su T2 di phantoms contenenti quantit? decrescenti di nanoparticelle in nanolega Fe-B, come riportato in tabella. Si osserva che le nanoparticelle in nanolega Fe-B generano un contrasto negativo con entit? correlata alla concentrazione delle nanoparticelle nei phantoms. Figure 8 refers to the functional characterization of Fe-B nanoalloy nanoparticles: it shows T2-weighted NMR images of phantoms containing decreasing of Fe-B nanoalloy nanoparticles, as reported in the table. It is observed that the Fe-B nanoalloy nanoparticles generate a negative contrast with entity? related to the concentration of nanoparticles in phantoms.

La Figura 9 si riferisce alla caratterizzazione funzionale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa ? riportato il grafico della relassivit? r2 in funzione della concentrazione di Fe, corrispondente ad una relassivit? media nella zona lineare di 82 mM(Fe)<-1>s<-1>. Figure 9 refers to the functional characterization of nanoparticles in Fe-B nanoalloy: in it ? reported the graph of the relaxivity? r2 as a function of the concentration of Fe, corresponding to a relaxivity? mean in the linear region of 82 mM(Fe)<-1>s<-1>.

La Figura 10 si riferisce alla caratterizzazione funzionale di nanoparticelle in nanolega Fe-B: in essa ? riportato il grafico dell?intensit? di particelle ??generate nel corso di un esperimento di autoradiografia ad attivazione neutronica, riportata in funzione della quantit? di atomi di B (isotopo <10>B) deposti. Il risultato delle nanoparticelle in nanolega Fe-B ? confrontabile o superiore a quello di un composto boronato di riferimento costituito da H3BO3. Figure 10 refers to the functional characterization of nanoparticles in Fe-B nanoalloy: in it ? shown the graph of? intensity? of particles ??generated during an experiment of neutron activation autoradiography, reported as a function of the quantity? of B atoms (isotope <10>B) deposited. The result of Fe-B nanoalloy nanoparticles? comparable or superior to that of a reference boronate compound consisting of H3BO3.

La Figura 11 mostra immagini RMN acquisite prima e dopo l'iniezione di nanoparticelle di nanolega Fe-B nella vena caudale di topi sani. Figure 11 shows MRI images acquired before and after injection of Fe-B nanoalloy nanoparticles into the tail vein of healthy mice.

La figura 12 mostra valori di diminuzione del segnale pesato sul rilassamento T2 (medi) a diversi tempi dopo l'iniezione di nanoparticelle di nanolega Fe-B nella vena caudale di topi sani. Figure 12 shows T2 relaxation-weighted signal decrease values (mean) at different time points after injection of Fe-B nanoalloy nanoparticles into the tail vein of healthy mice.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Mentre l?invenzione ? suscettibile di varie modifiche alternative, alcune forme di realizzazione preferite sono descritte qui di seguito in dettaglio. Si deve intendere, comunque, che non vi ? alcuna intenzione di limitare l?invenzione alla specifica forma di realizzazione illustrata, ma, al contrario, l?invenzione intende coprire tutte le modifiche, alternative, ed equivalenti che ricadano nell?ambito dell?invenzione come definito nelle rivendicazioni. While the invention? susceptible to various alternative modifications, some preferred embodiments are described below in detail. It must be understood, however, that there is no no intention of limiting the invention to the specific embodiment illustrated, but, on the contrary, the invention is intended to cover all modifications, alternatives, and equivalents which fall within the scope of the invention as defined in the claims.

L?uso di ?ad esempio?, ?ecc?, ?oppure? indica alternative non esclusive senza limitazione a meno che non altrimenti indicato. L?uso di ?include? significa ?include, ma non limitato a? a meno che non sia altrimenti indicato. The use of ?for example?, ?etc?, ?or? indicates non-exclusive alternatives without limitation unless otherwise indicated. Using ?include? means ?includes, but not limited to? unless otherwise indicated.

La presente invenzione ha come oggetto nanoparticelle con una dimensione geometrica compresa tra 1 e 1000 nm, preferibilmente tra 1 e 500 nm, comprendenti una nanolega metallica ed uno stabilizzante organico biocompatibile in cui: The present invention relates to nanoparticles with a geometric size between 1 and 1000 nm, preferably between 1 and 500 nm, comprising a metal nanoalloy and a biocompatible organic stabilizer in which:

a) la nanolega consiste essenzialmente di X-Y-Z, in cui X, Y e Z sono differenti tra di loro e in cui X pu? essere ferro, Y pu? essere ferro, manganese oppure boro e Z pu? essere argento, manganese, boro oppure pu? essere assente; e a) the nanoalloy essentially consists of X-Y-Z, in which X, Y and Z are different from each other and in which X can? be iron, Y pu? be iron, manganese or boron and Z can? be silver, manganese, boron or pu? be absent; And

b) quando Z ? presente, X varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 5% e il 95%, Y varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 2,5% e l?85% e Z varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 2,5% e il 50%; quando Z ? assente, X e Y variano in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 5% e il 95% b) when Z ? present, X varies in the atomic percentage range of 5% to 95%, Y varies in the atomic percentage range of 2.5% to 85%, and Z varies in the atomic percentage range of 2.5% and 50%; when Z ? absent, X and Y vary in an atomic percentage range from 5% to 95%

Secondo un altro aspetto preferito, le nanoparticelle con una dimensione geometrica compresa tra 1 e 1000 nm, preferibilmente tra 1 e 500 nm, comprendono una nanolega metallica ed uno stabilizzante organico biocompatibile in cui: According to another preferred aspect, the nanoparticles with a geometric size between 1 and 1000 nm, preferably between 1 and 500 nm, comprise a metal nanoalloy and a biocompatible organic stabilizer in which:

a) X ? ferro e Y ? boro e Z ? assente; e a) X ? iron and Y ? boron and Z? absent; And

b) X ? presente in percentuale atomica compresa tra il 20% e il 95% e Y ? presente in percentuale atomica compresa tra il 5% e l?80%. b) X ? present in atomic percentage between 20% and 95% and Y ? present in an atomic percentage between 5% and 80%.

Secondo un aspetto particolarmente preferito, le nanoparticelle con una dimensione geometrica compresa tra 1 e 1000 nm, preferibilmente tra 1 e 500 nm, comprendono una nanolega metallica ed uno stabilizzante organico biocompatibile in cui: According to a particularly preferred aspect, the nanoparticles with a geometric size between 1 and 1000 nm, preferably between 1 and 500 nm, comprise a metal nanoalloy and a biocompatible organic stabilizer in which:

a) X ? ferro, Y ? boro e Z ? assente; e a) X ? iron, Y ? boron and Z? absent; And

b) X ? presente in percentuale atomica pari al 75% e Y ? presente in percentuale atomica pari al 25%. b) X ? present in atomic percentage equal to 75% and Y ? present in atomic percentage equal to 25%.

Nelle nanoparticelle dell?invenzione, la struttura della nanolega metallica pu? essere cristallina ordinata, cristallina disordinata, cristallina difettuale e/o amorfa, preferibilmente ? una struttura mista cristallina/amorfa oppure cristallina disordinata, come indicato dalle immagini al microscopio elettronico in trasmissione (TEM) ad alta risoluzione (Fig. 5 e 6) e dall?analisi mediante diffrazione a raggi X (XRD) (Fig. 7). In the nanoparticles of the invention, the structure of the metal nanoalloy can be ordered crystalline, disordered crystalline, defective and/or amorphous crystalline, preferably ? a mixed crystalline/amorphous or disordered crystalline structure, as indicated by high-resolution transmission electron microscope (TEM) images (Figs. 5 and 6) and X-ray diffraction (XRD) analysis (Fig. 7).

Laddove le dimensioni delle nanoparticelle eccedano la soglia ottimale per la efficace rimozione dall?organismo, la composizione chimica e la struttura in parte cristallina e in parte amorfa rendono possibile la degradazione delle nanoparticelle in tempi dell?ordine dei giorni o delle settimane, come indicato dalle analisi TEM e XRD. Where the dimensions of the nanoparticles exceed the optimal threshold for the effective removal from the organism, the chemical composition and the partly crystalline and partly amorphous structure make it possible to degrade the nanoparticles in times of the order of days or weeks, as indicated by the TEM and XRD analyses.

Le nanoparticelle dell?invenzione sono caratterizzate dal fatto di essere degradabili in un fluido biologico, ad esempio sono degradabili in una soluzione liquida contenente componenti biologiche o bioprodotte, quali ad esempio siero umano o bovino, sangue o ogni altro fluido presente in un organo vivente, caratterizzato da pH fisiologico (ad un pH di circa 7-8) o acido/lisosomico (ad un pH di circa 4,5). Il siero bovino ? utilizzabile come equivalente del siero umano o del sangue umano. The nanoparticles of the invention are characterized by being degradable in a biological fluid, for example they are degradable in a liquid solution containing biological or bio-produced components, such as for example human or bovine serum, blood or any other fluid present in a living organ, characterized by physiological pH (at a pH of about 7-8) or acidic/lysosomal (at a pH of about 4.5). The bovine serum ? usable as the equivalent of human serum or human blood.

Preferibilmente, le nanoparticelle dell?invenzione sono degradabili in siero a pH compreso tra 4 e 5. Preferably, the nanoparticles of the invention are degradable in serum at a pH between 4 and 5.

Dopo la degradazione in un fluido biologico, la dimensione geometrica delle nanoparticelle dell?invenzione risulta essere compresa tra 1 e 60 nm, preferibilmente tra 1 e 15 nm. After degradation in a biological fluid, the geometric size of the nanoparticles of the invention is between 1 and 60 nm, preferably between 1 and 15 nm.

Per conferire alle particelle stabilit? colloidale nei fluidi biologici, le nanoparticelle dell?invenzione sono rivestite con uno stabilizzante organico biocompatibile. To give the particles stability? colloidal in biological fluids, the nanoparticles of the invention are coated with a biocompatible organic stabilizer.

Stabilizzanti organici biocompatibili sono ad esempio dei polimeri biocompatibili con un peso molecolare compreso tra 100 Da e 300.000 Da, preferibilmente scelti tra glicole polietilenico, glicole polietilenico tiolato, polivinilpirrolidone, polivinilalcol, cellulosa, destrano e/o pullulano. Biocompatible organic stabilizers are for example biocompatible polymers with a molecular weight ranging from 100 Da to 300,000 Da, preferably selected from polyethylene glycol, thiolated polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, cellulose, dextran and/or pullulan.

La particolare composizione chimica e la struttura cristallina delle nanoleghe delle nanoparticelle dell?invenzione sono ottenibili con procedimenti di condensazione rapida di elementi metallici in nanofasi, in presenza di ossigeno oppure in atmosfera di gas inerti per limitare ossidazione degli elementi stessi. The particular chemical composition and the crystalline structure of the nanoalloys of the nanoparticles of the invention are obtainable with rapid condensation processes of metallic elements in nanophases, in the presence of oxygen or in an atmosphere of inert gases to limit oxidation of the elements themselves.

Preferibilmente, infatti, esse sono ottenibili tramite il procedimento di ablazione laser oppure tramite il procedimento di laser spray pyrolysis. Preferably, in fact, they can be obtained by means of the laser ablation process or by means of the laser spray pyrolysis process.

Ci? risulta indispensabile per aggirare le limitazioni termodinamiche alla coesistenza dei diversi elementi quali Ag Fe, B, Mn nella stessa nanostruttura metallica, e consente l?assemblaggio dei diversi elementi secondo una struttura mista cristallina/amorfa che, in alcuni casi, conferisce anche le propriet? di degradazione. Diversamente, gli elementi che compongono la nanolega tenderebbero a segregare invece di essere omogeneamente dispersi su scala subnanometrica all?interno di ciascuna nanoparticella, perdendo molte delle propriet? che ne favoriscono la funzione come nanomedicine multifunzionali, cio? come medicine a base di nanoparticelle e aventi molteplici funzioni diagnostiche e/o terapeutiche contemporaneamente. There? is essential to circumvent the thermodynamic limitations to the coexistence of different elements such as Ag, Fe, B, Mn in the same metallic nanostructure, and allows the assembly of the different elements according to a mixed crystalline/amorphous structure which, in some cases, also confers the properties of degradation. Otherwise, the elements that make up the nanoalloy would tend to segregate instead of being homogeneously dispersed on a sub-nanometric scale within each nanoparticle, losing many of the properties? which favor their function as multifunctional nanomedicines, that is? such as medicines based on nanoparticles and having multiple diagnostic and/or therapeutic functions simultaneously.

In una forma di realizzazione del presente trovato, come metodo di sintesi ? stato utilizzato quello dell'ablazione laser in liquido, che opera secondo lo schema riportato in Fig. 1: gli impulsi provenienti da un laser vengono focalizzati su una lamina metallica composta dagli elementi di cui saranno costituite le nanoparticelle, e il tutto ? immerso in una soluzione di un solvente organico in cui ? dissolto uno stabilizzante organico. Gli impulsi emessi dal laser vengono deviati tramite un sistema di ottiche che pu? essere fisso o in scansione, e focalizzati tramite opportune lenti all?interno di una cella contenente il liquido e la lamina metallica da ablare. In one embodiment of the present invention, as a method of synthesis ? Was that of laser ablation in liquid used, which operates according to the scheme shown in Fig. 1: the pulses coming from a laser are focused on a metal sheet composed of the elements of which the nanoparticles will be made up, and everything? immersed in a solution of an organic solvent in which ? dissolved an organic stabilizer. The pulses emitted by the laser are deflected by an optical system which can be fixed or scanned, and focused through suitable lenses inside a cell containing the liquid and the metal plate to be ablated.

La quantit? di nanoparticelle prodotte risulta proporzionale al numero e all?energia degli impulsi laser che arrivano sulla lamina metallica. La sintesi pu? essere condotta in modo continuo sino all?esaurimento della lamina metallica, preferibilmente facendo fluire il liquido di sintesi nel contenitore tramite una pompa, oppure utilizzando un recipiente in cui sia presente un quantitativo di liquido prefissato. The quantity? of nanoparticles produced is proportional to the number and energy of the laser pulses arriving on the metal foil. The synthesis can be carried out continuously until the metal foil is exhausted, preferably by making the synthesis liquid flow into the container by means of a pump, or by using a container in which a predetermined quantity of liquid is present.

Tale procedura di sintesi ? economicamente sostenibile, scalabile per i quantitativi necessari per l?utilizzo a livello clinico, e pu? essere resa compatibile con le procedure di riproducibilit?, sterilit? e sicurezza richieste per l?uso clinico. This synthesis procedure ? economically viable, scalable to the quantities needed for clinical use, and can be made compatible with the procedures of reproducibility?, sterility? and safety required for clinical use.

Secondo un aspetto preferito, il procedimento di ablazione laser utilizzato per ottenere le nanoparticelle in nanolega metallica della presente invenzione ? eseguito con impulsi laser compresi tra 800 nm e 1.200 nm. According to a preferred aspect, the laser ablation process used to obtain the metal nanoalloy nanoparticles of the present invention ? performed with laser pulses between 800 nm and 1,200 nm.

Secondo un ulteriore aspetto preferito, il procedimento di ablazione laser utilizzato per ottenere le nanoparticelle in nanolega metallica della presente invenzione ? eseguito in un solvente organico, preferibilmente in alcoli a basso peso molecolare, eteri e/o chetoni, ancora pi? preferibilmente in etanolo, isopropanolo, tetraidrofurano e/o acetone, ed esso ? eseguito in atmosfera ambiente, oppure in atmosfera di gas inerte, allo scopo di contrastare l?ossidazione dei metalli di transizione presenti nella nanolega. According to a further preferred aspect, the laser ablation process used to obtain the metal nanoalloy nanoparticles of the present invention ? performed in an organic solvent, preferably in low molecular weight alcohols, ethers and/or ketones, even more? preferably in ethanol, isopropanol, tetrahydrofuran and/or acetone, and it is performed in an ambient atmosphere, or in an inert gas atmosphere, in order to contrast the oxidation of the transition metals present in the nanoalloy.

In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, le nanoparticelle di nanolega metallica con una dimensione geometrica compresa tra 1 e 1000 nm, preferibilmente tra 1 e 500 nm comprendono una nanolega metallica in cui X ? Fe, Y ? B e Z ? assente, in cui X ? presente in percentuale atomica compresa tra il 20% e il 95% e Y ? presente in percentuale atomica compresa tra il 5% e l?80%, e uno stabilizzante organico biocompatibile. In a preferred embodiment of the present invention, the metal nanoalloy nanoparticles with a geometric size between 1 and 1000 nm, preferably between 1 and 500 nm comprise a metal nanoalloy in which X ? Fe, Y? B and Z? absent, in which X ? present in atomic percentage between 20% and 95% and Y ? present in an atomic percentage between 5% and 80%, and a biocompatible organic stabilizer.

Queste nanoparticelle vengono prodotte tramite un metodo di sintesi che agisce in condizioni lontane dall?equilibrio termodinamico, in quanto tale nanolega metallica Fe-B non risulta termodinamicamente stabile a pressione e temperatura ambiente, se non per poche e specifiche composizioni. These nanoparticles are produced through a synthesis method which acts in conditions far from thermodynamic equilibrium, as this Fe-B metal nanoalloy is not thermodynamically stable at room temperature and pressure, except for a few specific compositions.

Ad esempio, le nanoparticelle sono ottenute mediante ablazione laser in liquido, secondo lo schema riportato in Fig. 1. Il laser utilizzato in questa specifica forma di realizzazione emette impulsi della durata di 1 ? 50 ns e alla lunghezza d?onda di 1064 nm, con un?energia per impulso compresa tra 10 e 150 mJ. Va notato che anche altre sorgenti laser impulsate, con diverse caratteristiche in termini di durata, lunghezza d?onda ed energia per impulso, sono utilizzabili per lo stesso scopo. For example, the nanoparticles are obtained by laser ablation in liquid, according to the scheme shown in Fig. 1. The laser used in this specific embodiment emits pulses with a duration of 1 ? 50 ns and at a wavelength of 1064 nm, with an energy per pulse between 10 and 150 mJ. It should be noted that other pulsed laser sources, with different characteristics in terms of duration, wavelength and energy per pulse, can also be used for the same purpose.

Il solvente utilizzato in questa forma di realizzazione ? acetone anidro, con volumi compresi tra 100 e 500 mL per ogni singola sintesi. In acetone ? dissolto del polivinilpirrolidone con concentrazione compresa tra 0,005 e 0,5 mg/mL. The solvent used in this embodiment? anhydrous acetone, with volumes between 100 and 500 mL for each single synthesis. In acetone ? dissolved polyvinylpyrrolidone with a concentration between 0.005 and 0.5 mg/mL.

Per ottenere queste nanoparticelle in nanolega metallica di Fe e B possono essere usati anche altri solventi organici, preferibilmente alcoli a basso peso molecolare, eteri e/o chetoni, ancora pi? preferibilmente etanolo, isopropanolo, tetraidrofurano e/o acetone, sia in atmosfera ambiente, che in atmosfera controllata di gas inerte allo scopo di contrastare l?ossidazione dei metalli di transizione presenti nella nanolega. To obtain these nanoparticles in metal nanoalloy of Fe and B, other organic solvents can also be used, preferably low molecular weight alcohols, ethers and/or ketones, even more preferably ethanol, isopropanol, tetrahydrofuran and/or acetone, both in ambient atmosphere and in a controlled atmosphere of inert gas in order to contrast the oxidation of the transition metals present in the nanoalloy.

Preferibilmente, il procedimento di ablazione laser per ottenere le nanoparticelle in nanolega metallica di Fe e B ? eseguito in atmosfera controllata di gas inerte. Preferably, the laser ablation process for obtaining the Fe and B metal nanoalloy nanoparticles? performed in a controlled atmosphere of inert gas.

Il polivinilpirrolidone ha massa molecolare compresa tra 10000 e 300.000 Da. Va notato che possono essere utilizzati anche altri stabilizzanti organici biocompatibili, quali ad esempio ma non limitatamente a glicole polietilenico, cellulosa, polivinilalcol, pullulano e destrano. Polyvinylpyrrolidone has a molecular mass ranging from 10,000 to 300,000 Da. It should be noted that other biocompatible organic stabilizers can also be used, such as for example but not limited to polyethylene glycol, cellulose, polyvinyl alcohol, pullulan and dextran.

L?introduzione dello stabilizzante organico biocompatibile risulta indispensabile per fornire stabilit? colloidale al sistema, ed ? necessaria per ottenere la completa dispersione nella soluzione acquosa dopo la rimozione del solvente organico. The introduction of the biocompatible organic stabilizer is essential to provide stability? colloidal to the system, and ? necessary to obtain complete dispersion in the aqueous solution after the removal of the organic solvent.

La lamina metallica ? costituita da una lega composta da Fe e B in proporzione compresa tra 80:20 e 10:90 in rapporto molare/atomico, ed ottenuta tramite tecniche metallurgiche convenzionali. Metallic foil? consisting of an alloy composed of Fe and B in a proportion between 80:20 and 10:90 in molar/atomic ratio, and obtained through conventional metallurgical techniques.

I componenti utilizzati e sin qui indicati sono tutti noti e disponibili in commercio. Ci? include le lamine metalliche, che sono disponibili in commercio o possono essere autoprodotte mediante tecniche metallurgiche convenzionali (riscaldamento a induzione di polveri, sinterizzazione di polveri, fusione mediante scarica elettrica in atmosfera controllata) o avanzate (spark plasma sintering). The components used and indicated up to now are all known and commercially available. There? includes metallic foils, which are commercially available or can be self-produced using conventional metallurgical techniques (powder induction heating, powder sintering, melting by electric discharge in a controlled atmosphere) or advanced (spark plasma sintering).

Le nanoparticelle di nanolega di Fe e B di questo aspetto preferito dell?invenzione sono ottenute preferibilmente mediante ablazione laser in liquido. Esse vengono raccolte e separate dal liquido mediante centrifugazione a velocit? comprese tra 100 e 30.000 rcf per tempi compresi tra 5 e 120 minuti, oppure apponendo un magnete permanente per 6 - 24 h al di sotto del contenitore, in modo da attrarre tutte le nanoparticelle in prossimit? dello stesso e poter rimuovere il surnatante. Il processo viene poi seguito da essiccazione a 20 ? 30 ?C o liofilizzazione del corpo di fondo, conservate a ?20 ?C in atmosfera protettiva, oppure risospese nella soluzione acquosa desiderata, quale ad esempio buffer fosfato ? salino (PBS), tramite ultrasonicazione in un sonicatore a bagno o a punta per 10 - 20 minuti. The Fe and B nanoalloy nanoparticles of this preferred aspect of the invention are preferably obtained by laser ablation in liquid. They are collected and separated from the liquid by centrifugation at speed? between 100 and 30,000 rcf for times between 5 and 120 minutes, or by placing a permanent magnet for 6 - 24 hours below the container, so as to attract all the nanoparticles in the vicinity? of the same and be able to remove the supernatant. The process is then followed by drying at 20? 30 ?C or lyophilization of the primer body, stored at ?20 ?C in a protective atmosphere, or resuspended in the desired aqueous solution, such as for example phosphate buffer ? saline (PBS), by ultrasonication in a bath or tip sonicator for 10 - 20 minutes.

Dopo l?essiccazione, le nanoparticelle possono essere conservate in atmosfera protettiva, a ?20 ?C, per poi essere utilizzate in qualsiasi momento successivo alla sintesi, previa risospensione in PBS coadiuvata da ultrasuoni di un sonicatore a bagno per 10 ? 20 minuti. After drying, the nanoparticles can be stored in a protective atmosphere, at ?20 ?C, and then used at any time following the synthesis, after resuspension in PBS assisted by ultrasounds from a bath sonicator for 10 ? 20 minutes.

La composizione finale media delle nanoparticelle prevede che il Fe sia presente in percentuale atomica non superiore al 95 % e non inferiore al 20 %, pertanto il B risulta presente nelle nanoparticelle in percentuale non inferiore al 5 % atomico e non superiore all?80 %. L?ottenimento di nanoparticelle di lega che rientrano in questi intervalli di composizione ? stato dimostrato tramite analisi elementare con ?inductively coupled plasma assisted mass spectroscopy? e analisi elementare con microscopio elettronico in scansione e sonda per spettroscopia a dispersione di energia (SEM-EDX), come dimostrato nella parte sperimentale (Esempio 2 - Fig.2). The average final composition of the nanoparticles requires Fe to be present in an atomic percentage not exceeding 95% and not below 20%, therefore B is present in the nanoparticles in an atomic percentage not below 5% and not exceeding 80%. The obtainment of alloy nanoparticles that fall within these composition ranges is ? been demonstrated by elemental analysis with ?inductively coupled plasma assisted mass spectroscopy? and elemental analysis with scanning electron microscope and energy dispersive spectroscopy probe (SEM-EDX), as demonstrated in the experimental part (Example 2 - Fig.2).

Le nanoparticelle in nanolega metallica della presente invenzione si contraddistinguono per l?elevata efficacia delle loro molteplici funzioni, dovuta alla elevata concentrazione di elementi funzionali ai fini diagnostici o terapeutici. The nanoparticles in metal nanoalloy of the present invention are characterized by the high efficacy of their multiple functions, due to the high concentration of functional elements for diagnostic or therapeutic purposes.

La buona stabilit? colloidale delle nanoparticelle in nanolega metallica della presente invenzione consente l?efficace distribuzione nei tessuti da trattare e il limitato accumulo nei sistemi o organi deputati alla rimozione dei corpi estranei dall?organismo. Laddove sussista la natura chimicamente degradabile della nanoparticella, l?interazione con gli organi deputati alla rimozione dei corpi estranei dall?organismo viene diluita su scale di tempi che vanno dai giorni alle settimane, anzich? essere concentrata alle prime ore successive alla somministrazione. The good stability? colloidal content of the nanoparticles in metal nanoalloy of the present invention allows the effective distribution in the tissues to be treated and the limited accumulation in the systems or organs assigned to the removal of foreign bodies from the organism. Where the chemically degradable nature of the nanoparticle exists, the interaction with the organs responsible for removing foreign bodies from the organism is diluted on time scales ranging from days to weeks, instead of? be concentrated in the first hours following administration.

Allo stesso tempo, si evita l?immediata rimozione della sostanza per via renale o mediante accumulo a livello epatico, gi? poche ore dopo la somministrazione, consentendo invece l?accumulo preferenziale nei tessuti da trattare, senza ricorrere alla somministrazione di massicce quantit? di sostanza per ottenere un accumulo comparabile, ed evitando cos? il sovraccarico di reni e fegato. Ci? comporta inoltre tempi di infusione e somministrazione significativamente pi? brevi. At the same time, the immediate removal of the substance via the kidneys or by accumulation in the liver is avoided, already a few hours after administration, allowing instead the preferential accumulation in the tissues to be treated, without resorting to the administration of massive quantities? of substance to obtain a comparable accumulation, and thus avoiding? the overload of kidneys and liver. There? it also involves significantly more infusion and administration times. short.

Le nanoparticelle in nanolega metallica della presente invenzione comprendono soltanto sostanze biocompatibili o con tossicit? tollerabile alle dosi utilizzate, qualiAg, , Fe, B, Mn. In particolare, esse non contengono gadolinio, per cui ? annullato il rischio di fibrosi sistemica nefrogenica (NSF) in pazienti con insufficienza renale grave acuta o cronica o insufficienza renale acuta di qualsiasi gravit? dovuta a sindrome epatorenale o nel periodo di trapianto epatico perioperatorio. The metal nanoalloy nanoparticles of the present invention comprise only biocompatible or toxic substances. tolerable at the doses used, such as Ag, , Fe, B, Mn. In particular, they do not contain gadolinium, so ? eliminated the risk of nephrogenic systemic fibrosis (NSF) in patients with severe acute or chronic renal failure or acute renal failure of any severity? due to hepatorenal syndrome or in the period of perioperative liver transplantation.

Forma quindi un oggetto della presente invenzione l?uso combinato, simultaneo e/o spazialmente coincidente delle nanoparticelle in nanolega metallica sopra descritte come agenti di contrasto nelle tecniche diagnostiche basate sull?acquisizione di immagini del corpo umano e/o animale e come agenti sensibilizzatori nelle tecniche radioterapiche. An object of the present invention therefore forms the combined, simultaneous and/or spatially coincident use of the nanoparticles in metal nanoalloy described above as contrast agents in diagnostic techniques based on the acquisition of images of the human and/or animal body and as sensitizing agents in radiotherapy techniques.

Preferibilmente, le tecniche diagnostiche basate sull?acquisizione di immagini del corpo umano e/o animale in cui possono essere utilizzate le nanoparticelle in nanolega metallica dell?invenzione sono la RMN e/o la TAC. Preferably, the diagnostic techniques based on the acquisition of images of the human and/or animal body in which the metal nanoalloy nanoparticles of the invention can be used are NMR and/or CT.

Preferibilmente, le tecniche radioterapiche in cui possono essere utilizzate le nanoparticelle in nanolega metallica dell?invenzione sono la radioterapia a raggi X e/o la radioterapia per cattura neutronica. Preferably, the radiotherapy techniques in which the metal nanoalloy nanoparticles of the invention can be used are X-ray radiotherapy and/or neutron capture radiotherapy.

Nel seguito, verranno forniti esempi dettagliati delle nanoparticelle in nanolega metallica della presente invenzione e della loro sintesi, con particolare riferimento alle figure allegate 1-12. In the following, detailed examples of the metal nanoalloy nanoparticles of the present invention and of their synthesis will be provided, with particular reference to the attached figures 1-12.

L?invenzione cos? concepita ? suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell?ambito della presente invenzione quale risulta dalle rivendicazioni allegate. The invention so? conceived ? susceptible to numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the present invention as it results from the attached claims.

ESEMPI EXAMPLES

Esempio 1 Example 1

Sintesi di nanoparticelle in nanolega Fe-B 75:25 Synthesis of Fe-B 75:25 nanoalloy nanoparticles

Si misurano con un cilindro graduato 125 mL di acetone anidro (Prolabo, Max 0,01% di acqua) prelevato tramite siringa, e viene pesato il quantitativo di PVP da 40000 Da necessario (0,0125 g), il quale viene aggiunto all?acetone precedentemente preparato nel cilindro. La soluzione si sottopone ad ultrasuoni tramite sonicatore a bagno fino al completo scioglimento del PVP. In una cella di ablazione in vetro viene inserito un target metallico di 1 cm di lato e con composizione di lega Fe:B 66:34 in rapporto atomico. Nella cella viene aggiunta la soluzione di acetone e PVP. Quindi viene inserita un?ancoretta magnetica e si agita vigorosamente la soluzione per qualche minuto in modo da renderla il pi? possibile omogenea. Infine, si imposta un?agitazione magnetica lenta, in modo tale che il pelo del solvente non si muova. Quindi si inserisce un coperchio con un tubo che serve ad insufflare Ar nella soluzione per tutto il tempo necessario alla sintesi. 125 mL of anhydrous acetone (Prolabo, Max 0.01% of water) taken with a syringe are measured with a graduated cylinder, and the quantity of PVP of 40000 Da required (0.0125 g) is weighed, which is added to the previously prepared acetone in the cylinder. The solution is subjected to ultrasounds using a bath sonicator until the complete dissolution of the PVP. A metal target with a side of 1 cm and with an alloy composition Fe:B 66:34 in atomic ratio is inserted into a glass ablation cell. The solution of acetone and PVP is added to the cell. Then a magnetic stir bar is inserted and the solution is vigorously stirred for a few minutes to make it as fast as possible. homogeneous as possible. Finally, a slow magnetic stirring is set, so that the hair of the solvent does not move. Then a lid is inserted with a tube which serves to insufflate Ar into the solution for the entire time necessary for the synthesis.

Si impostano i parametri di un laser Nd:YAG Quantel Brilliant nel modo seguente: delay tra q-switch e flashlamp = 260 ?S, frequenza 50 Hz, lunghezza d?onda 1064 nm, durata dell?impulso laser 6 ns, energia dell?impulso laser 60 mJ, distanza tra target e lente focalizzante (f = 100 mm) pari a 8,5 cm. Si imposta la scansione del target sotto il fascio laser mediante un traslatore Standa controllato da un programma Labview. Quindi si esegue la sintesi per il tempo necessario (tipicamente 7 ore). Dopo 7 ore di sintesi, la soluzione viene trasferita in una bottiglia in vetro e sotto di essa si posiziona un magnete permanente in NdFeB (con dimensioni di 3 cm x 3 cm x 1,5 cm), per raccogliere le nanoparticelle mediante magnetoforesi. Dopo 24 h, il surnatante viene allontanato il pi? possibile con l?aiuto di una siringa. Il corpo di fondo viene poi sonicato, trasferito in un vial in vetro. Il campione viene quindi essiccato a 20 ? 30 ?C e conservato in atmosfera protettiva a ?20?C fino al momento dell?utilizzo. The parameters of a Quantel Brilliant Nd:YAG laser are set as follows: delay between q-switch and flashlamp = 260 ?S, frequency 50 Hz, wavelength 1064 nm, laser pulse duration 6 ns, laser energy? laser pulse 60 mJ, distance between target and focusing lens (f = 100 mm) equal to 8.5 cm. The scanning of the target under the laser beam is set by means of a Standa translator controlled by a Labview program. Then the synthesis is carried out for the necessary time (typically 7 hours). After 7 hours of synthesis, the solution is transferred into a glass bottle and a permanent NdFeB magnet (with dimensions of 3 cm x 3 cm x 1.5 cm) is placed under it, to collect the nanoparticles by magnetophoresis. After 24 h, the supernatant is removed as soon as possible. possible with the help of a syringe. The ground body is then sonicated, transferred into a glass vial. The sample is then dried at 20 ? 30 ?C and stored in a protective atmosphere at ?20?C until use.

Esempio 2 Example 2

Caratterizzazione strutturale delle nanoparticelle di nanolega Fe-B dell?esempio 5. Structural characterization of the Fe-B nanoalloy nanoparticles of example 5.

Le nanoparticelle di nanolega Fe-B dell?esempio 5 sono state studiate mediante analisi elementare con ?inductively coupled plasma assisted mass spectroscopy? e analisi elementare con microscopio elettronico in scansione e sonda per spettroscopia a dispersione di energia (SEM-EDX). Nella figura 2 sono infatti riportati i risultati dell?analisi EDX semiquantitativa eseguita su polvere di nanoparticelle in nanolega Fe-B, dimostrando la presenza di Fe e B, oltre a C e O, questi ultimi essendo propri del rivestimento con PVP. The Fe-B nanoalloy nanoparticles of Example 5 were studied by elemental analysis with ?inductively coupled plasma assisted mass spectroscopy? and elemental analysis with scanning electron microscope and energy dispersive spectroscopy probe (SEM-EDX). In fact, figure 2 shows the results of the semi-quantitative EDX analysis performed on Fe-B nanoalloy nanoparticle powder, demonstrating the presence of Fe and B, as well as C and O, the latter being typical of the PVP coating.

L?introduzione dello stabilizzante organico biocompatibile risulta indispensabile per fornire la stabilit? colloidale al sistema, ed ? necessaria per ottenere la completa dispersione nella soluzione acquosa dopo la rimozione del solvente organico. The introduction of biocompatible organic stabilizer is essential to provide stability? colloidal to the system, and ? necessary to obtain complete dispersion in the aqueous solution after the removal of the organic solvent.

Come mostrato in Fig. 3, il colloide risultante ? stabile in FCS, anche dopo 1 ora dalla preparazione, con una dimensione idrodinamica media di 203 ? 124 nm, che risulta equivalente alle dimensioni misurate in PBS (298 ? 110 nm), ma inferiore a quella dello stesso preparato disperso in acqua distillata (1,9 ? 1,3 ?m). Ci? costituisce evidenza del fatto che la dispersione colloidale di nanoparticelle di nanolega Fe-B risulta maggiormente stabile a pH fisiologico e in fluidi biologici che a pH neutro in acqua pura. As shown in Fig. 3, the resulting colloid ? stable in FCS, even 1 hour after preparation, with an average hydrodynamic dimension of 203 ? 124 nm, which is equivalent to the dimensions measured in PBS (298 ? 110 nm), but lower than that of the same preparation dispersed in distilled water (1.9 ? 1.3 ?m). There? constitutes evidence of the fact that the colloidal dispersion of Fe-B nanoalloy nanoparticles is more stable at physiological pH and in biological fluids than at neutral pH in pure water.

La Fig. 4 mostra lo spettro FTIR raccolto su un pellet di nanoparticelle, il quale esibisce i picchi di assorbimento caratteristici del polivinilpirrolidone che ricopre le nanoparticelle (regione 1100 ? 1700 cm<-1 >e 800 - 600 cm<-1>), confermando il rivestimento delle nanoparticelle con il polimero. Fig. 4 shows the FTIR spectrum collected on a nanoparticle pellet, which exhibits the characteristic absorption peaks of the polyvinylpyrrolidone coating the nanoparticles (region 1100 ? 1700 cm<-1 >and 800 - 600 cm<-1>), confirming the coating of the nanoparticles with the polymer.

La Fig. 5 mostra un?immagine TEM delle nanoparticelle, la cui forma risulta sostanzialmente sferica e con dimensioni geometriche comprese in un intervallo che va da 1 a 90 nm, come mostrato in Fig. 6. Fig. 5 shows a TEM image of the nanoparticles, the shape of which is substantially spherical and with geometric dimensions ranging from 1 to 90 nm, as shown in Fig. 6.

Nelle Figure 5 e 6 viene anche dimostrato come tale distribuzione dimensionale subisca un?evoluzione misurabile quando le nanoparticelle si trovano disperse in un fluido biologico quale FCS a pH 4,5 (pH lisosomico), tale per cui la dimensione media (< 20 nm) si riduce al di sotto della soglia ottimale per una efficace rimozione dall?organismo. Figures 5 and 6 also demonstrate how this size distribution undergoes a measurable evolution when the nanoparticles are dispersed in a biological fluid such as FCS at pH 4.5 (lysosomal pH), such that the average size (< 20 nm) drops below the optimal threshold for effective removal from the body.

La diffrazione a raggi X eseguita sulla polvere di nanoparticelle (Fig. 7) indica una struttura metallica con vari picchi caratteristici della lega Fe-B, sovrapposti ad un fondo intenso attribuibile alla presenza di fasi amorfe. The X-ray diffraction performed on the nanoparticle powder (Fig. 7) indicates a metallic structure with various characteristic peaks of the Fe-B alloy, superimposed on an intense background attributable to the presence of amorphous phases.

Esempio 3 Example 3

Caratterizzazione funzionale delle nanoparticelle di nanolega Fe-B dell?esempio 5. Functional characterization of the Fe-B nanoalloy nanoparticles of example 5.

L?azione delle nanoparticelle come agente di contrasto per RMN viene misurata tramite provette contenenti soluzioni di nanoparticelle a concentrazione crescente, come mostrato in Fig. 8, dove appare evidente l?effetto di contrasto sulle immagini pesate in base al tempo di rilassamento trasversale T2. Si valuta il corrispondente valore di relassivit? trasversale r2, che risulta pari a 82 mM(Fe)<-1>s<-1>. The action of nanoparticles as a contrast agent for NMR is measured using test tubes containing solutions of nanoparticles with increasing concentration, as shown in Fig. 8, where the contrast effect appears evident on the images weighted on the basis of the transversal relaxation time T2. Is the corresponding relaxivity value evaluated? transversal r2, which is equal to 82 mM(Fe)<-1>s<-1>.

? noto nello stato dell?arte che i composti del boro generano particelle alfa ( ?) e nuclei di <3>Li+ in seguito all?assorbimento di neutroni termici, e tali particelle ? e <3>Li+ hanno un coefficiente di trasferimento di energia lineare (LET) sensibilmente superiore ai neutroni stessi. Ci? rende le nanoparticelle di Fe-B dei sensibilizzatori per NCT. Questa propriet? ? stata verificata sottoponendo quantit? crescenti di nanoparticelle di Fe-B ad irraggiamento con neutroni termici, mediante autoradiografia ad attivazione neutronica. La quantit? di particelle ? generate dal campione ? stato confrontato con quelle generate nelle medesime condizioni da un composto boronato di riferimento (H3BO3). Il risultato ha mostrato che le nanoparticelle di Fe-B hanno generato una quantit? di particelle ??confrontabile o superiore a quelle dello standard (Fig. 10). La deviazione positiva ? imputabile alla migliore dispersione del nanomateriale sulla lastra di misura rispetto al sale di boro. Questo risultato indica che le nanoparticelle di Fe-B hanno le propriet? richieste per essere usate come sensibilizzatori per NCT. ? It is known in the state of the art that boron compounds generate alpha particles (?) and nuclei of <3>Li+ following the absorption of thermal neutrons, and such particles ? and <3>Li+ have a linear energy transfer coefficient (LET) significantly higher than neutrons themselves. There? makes Fe-B nanoparticles sensitizers for NCT. This property? ? been verified by submitting quantity? growth of Fe-B nanoparticles under thermal neutron irradiation, by neutron-activated autoradiography. The quantity? of particles ? generated from the sample ? been compared with those generated under the same conditions by a reference boronate compound (H3BO3). The result showed that the Fe-B nanoparticles generated an amount of particles ??comparable or higher than those of the standard (Fig. 10). The positive deviation? due to the better dispersion of the nanomaterial on the measuring plate compared to the boron salt. This result indicates that Fe-B nanoparticles have the properties required for use as sensitizers for NCT.

Il trovato ? quindi utilizzabile per aumentare il contrasto di immagini acquisite con qualunque tomografo per RMN disponibile sul mercato per uso clinico o di ricerca pre-clinica, e di eseguire NCT sulla zona visualizzata. The found ? therefore usable to increase the contrast of images acquired with any MRI tomograph available on the market for clinical use or pre-clinical research, and to perform NCT on the visualized area.

Esempio 4 Example 4

Dimostrazione della possibilit? di utilizzo delle nanoparticelle di nanolega Fe-B dell?esempio 5 come agenti di contrasto in vivo. Demonstration of the possibility of using the Fe-B nanoalloy nanoparticles of example 5 as contrast agents in vivo.

Le figure 11 e 12 mostrano l?analisi RMN eseguita in vivo su topi C57 black 6 sani con un tomografo operante a 7T. Agli animali sono stati iniettati per via endovenosa le nanoparticelle di Fe-B alla dose di 5 mg Fe/kg. Per le acquisizioni delle immagini RMN, gli animali sono stati anestetizzati con anestesia gassosa (una miscela di O2 e aria contenente 1?1,5% di isofluorano), collocati in un lettino riscaldato e inseriti in una bobina di diametro interno di 7,2 cm. Le immagini pesate in T2 del corpo dei topi sono state acquisite usando una sequenza di acquisizione rapida con rilassamento (RARE) con i seguenti parametri: FOV = 60 x 40 mm, MTX = 256x256, spessore della fetta = 1 mm, TE = 33ms e TR = 2.500 ms. Come si osserva nelle Figure 11A e 11B, la presenza di un contrasto chiaramente misurabile ? indice della capacit? delle nanoparticelle di Fe-B di agire come agenti di contrasto per RMN e, quindi, di essere nanomedicine con funzione teranostica accoppiata con la NCT. Inoltre, i risultati in termini di contrasto delle immagini e di corrispondente valore di T2 medio nelle regioni di interesse (fegato e milza), indicano un accumulo graduale delle nanoparticelle in questi organi. Figures 11 and 12 show the NMR analysis performed in vivo on healthy C57 black 6 mice with a tomograph operating at 7T. The animals were injected intravenously with Fe-B nanoparticles at a dose of 5 mg Fe/kg. For MRI imaging, animals were anesthetized with gas anesthesia (a mixture of O2 and air containing 1?1.5% isoflurane), placed in a heated bed, and inserted into a 7.2 internal diameter coil. cm. T2-weighted images of the body of mice were acquired using a rapid acquisition with relaxation (RARE) sequence with the following parameters: FOV = 60 x 40 mm, MTX = 256 x 256, slice thickness = 1 mm, TE = 33ms, and TR = 2,500 ms. As seen in Figures 11A and 11B, the presence of a clearly measurable contrast ? capacity index? of Fe-B nanoparticles to act as MRI contrast agents and, therefore, to be nanomedicines with theranostic function coupled with NCT. Furthermore, the results in terms of image contrast and corresponding average T2 value in the regions of interest (liver and spleen), indicate a gradual accumulation of nanoparticles in these organs.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Nanoparticelle con una dimensione geometrica compresa tra 1 e 1000 nm, preferibilmente tra 1 e 500 nm, comprendenti una nanolega metallica ed uno stabilizzante organico biocompatibile in cui:1. Nanoparticles with a geometric size between 1 and 1000 nm, preferably between 1 and 500 nm, comprising a metal nanoalloy and a biocompatible organic stabilizer wherein:

a) la nanolega consiste essenzialmente di X-Y-Z, in cui X, Y e Z sono differenti tra di loro e in cui X pu? essere ferro , Y pu? essere ferro, manganese oppure boro e Z pu? essere argento, manganese, boro oppure pu? essere assente; ea) the nanoalloy essentially consists of X-Y-Z, in which X, Y and Z are different from each other and in which X can? be iron , Y pu? be iron, manganese or boron and Z can? be silver, manganese, boron or pu? be absent; And

b) quando Z ? presente, X varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 5% e il 95%, Y varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 2,5% e l?85% e Z varia in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 2,5% e il 50%; quando Z ? assente, X e Y variano in un intervallo di percentuale atomica compresa tra il 5% e il 95% e caratterizzate dal fatto di essere degradabili in un fluido biologico.b) when Z ? present, X varies in the atomic percentage range of 5% to 95%, Y varies in the atomic percentage range of 2.5% to 85%, and Z varies in the atomic percentage range of 2.5% and 50%; when Z ? absent, X and Y vary in an atomic percentage range between 5% and 95% and are characterized by being degradable in a biological fluid.

2. Nanoparticelle secondo la rivendicazione 1, in cui:2. Nanoparticles according to claim 1, wherein:

a) X ? ferro e, Y ? boro e Z ? assente; ea) X ? iron and, Y ? boron and Z? absent; And

b) X ? presente in percentuale atomica compresa tra il 20% e il 95% e Y ? presente in percentuale atomica compresa tra il 5% e l?80%.b) X ? present in atomic percentage between 20% and 95% and Y ? present in an atomic percentage between 5% and 80%.

3.Nanoparticelle secondo la rivendicazione 2, in cui:3. Nanoparticles according to claim 2, wherein:

a) X ? ferro, Y ? boro e Z ? assente; ea) X ? iron, Y ? boron and Z? absent; And

b) X ? presente in percentuale atomica pari al 75% e Y ? presente in percentuale atomica pari al 25%.b) X ? present in atomic percentage equal to 75% and Y ? present in atomic percentage equal to 25%.

4. Nanoparticelle secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura della nanolega metallica ? cristallina ordinata, cristallina disordinata, cristallina difettuale e/o amorfa, preferibilmente ? una struttura mista cristallina/amorfa oppure cristallina disordinata.4. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, wherein the structure of the metal nanoalloy is? ordered crystalline, disordered crystalline, defective and/or amorphous crystalline, preferably ? a mixed crystalline/amorphous or disordered crystalline structure.

5. Nanoparticelle secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzate dal fatto di essere degradabili in siero a pH compreso tra 4 e 5.5. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, characterized in that they are degradable in serum at a pH comprised between 4 and 5.

6. Nanoparticelle secondo la rivendicazione 5, caratterizzate da una dimensione geometrica dopo la degradazione compresa tra 1 e 60 nm, preferibilmente compresa tra 1 e 15 nm.6. Nanoparticles according to claim 5, characterized by a geometric size after degradation ranging from 1 to 60 nm, preferably ranging from 1 to 15 nm.

7. Nanoparticelle secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui lo stabilizzante organico biocompatibile ? un polimero biocompatibile avente un peso molecolare compreso tra 100 Da e 300.000 Da, preferibilmente scelto tra glicole polietilenico, glicole polietilenico tiolato, polivinilpirrolidone, polivinilalcol, cellulosa, destrano e/o pullulano.7. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, wherein the biocompatible organic stabilizer is? a biocompatible polymer having a molecular weight between 100 Da and 300,000 Da, preferably selected from polyethylene glycol, thiolated polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, cellulose, dextran and/or pullulan.

8. Nanoparticelle secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui lo stabilizzante organico biocompatibile ? una molecola tiolata, preferibilmente scelta tra glutatione, acido mercaptopropionico, mercaptopropansulfonato e/o acido mercaptofenilboronico.8. Nanoparticles according to any one of claims 1 to 7, wherein the biocompatible organic stabilizer is? a thiolated molecule, preferably selected from glutathione, mercaptopropionic acid, mercaptopropanesulphonate and/or mercaptophenylboronic acid.

9. Nanoparticelle secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, ottenibili con procedimenti di condensazione rapida di elementi metallici in nanofasi, in atmosfera ambiente oppure in atmosfera di gas inerti.9. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, obtainable by rapid condensation processes of metallic elements in nanophases, in an ambient atmosphere or in an inert gas atmosphere.

10. Nanoparticelle secondo la rivendicazione 9 ottenibili tramite il procedimento di ablazione laser oppure tramite il procedimento di laser spray pyrolysis.10. Nanoparticles according to claim 9 obtainable by the laser ablation process or by the laser spray pyrolysis process.

11. Nanoparticelle secondo la rivendicazione 10, in cui il procedimento di ablazione laser ? eseguito con impulsi laser compresi tra 800 nm e 1.200 nm.11. Nanoparticles according to claim 10, wherein the laser ablation method is performed with laser pulses between 800 nm and 1,200 nm.

12. Nanoparticelle secondo la rivendicazione 10, in cui il procedimento di ablazione laser ? eseguito in un solvente organico, preferibilmente in alcoli a basso peso molecolare, eteri e/o chetoni, ancora pi? preferibilmente in etanolo, isopropanolo, tetraidrofurano e/o acetone.12. Nanoparticles according to claim 10, wherein the laser ablation method is performed in an organic solvent, preferably in low molecular weight alcohols, ethers and/or ketones, even more? preferably in ethanol, isopropanol, tetrahydrofuran and/or acetone.

13. Nanoparticelle secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti per l?uso combinato, simultaneo e/o spazialmente coincidente come agenti di contrasto nelle tecniche diagnostiche basate sull?acquisizione di immagini del corpo umano e/o animale e come agenti sensibilizzatori nelle tecniche radioterapiche.13. Nanoparticles according to any one of the preceding claims for combined, simultaneous and/or spatially coincident use as contrast agents in diagnostic techniques based on the acquisition of images of the human and/or animal body and as sensitizing agents in radiotherapy techniques.

14. Nanoparticelle per l?uso combinato, simultaneo e/o spazialmente coincidente secondo la rivendicazione 13, in cui le tecniche diagnostiche basate sull?acquisizione di immagini del corpo umano e/o animale sono la risonanza magnetica nucleare e/o la tomografia assiale computerizzata a raggi X.14. Nanoparticles for combined, simultaneous and/or spatially coincident use according to claim 13, wherein the diagnostic techniques based on the acquisition of images of the human and/or animal body are nuclear magnetic resonance and/or computerized axial tomography X-ray.

15. Nanoparticelle per l?uso combinato, simultaneo e/o spazialmente coincidente secondo la rivendicazione 13, in cui le tecniche radioterapiche sono la radioterapia a raggi X e/o la radioterapia per cattura neutronica. 15. Nanoparticles for combined, simultaneous and/or spatially coincident use according to claim 13, wherein the radiotherapeutic techniques are X-ray radiotherapy and/or neutron capture radiotherapy.