For some years now, gadolinium oxysulfide nanoparticles (NPs) appear as strong candidates for very efficient multimodal in vivo imaging by: 1) Magnetic Resonance (MRI), 2) X-ray Computed Tomography (CT) and 3) photoluminescence imaging. In this paper, we present a selection of results centered on the evaluation of physico-chemical stability, toxicity, bio-distribution and excretion mechanisms of Gd2O2S:Ln3+ nanoparticles intravenously injected in rats. Two formulations are here tested with a common matrix and different dopants: Gd2O2S:Eu3+5% and Gd2O2S:Yb3+4%/Tm3+0.1%. The NPs appear to be almost insoluble in pure water and human plasma but corrosion/degradation phenomenon appears in acidic conditions classically encountered in cell lysosomes. Whole body in vivo distribution, excretion and toxicity evaluation revealed a high tolerance of nanoparticles with a long-lasting imaging signal associated with a slow hepatobiliary clearance and very weak urinary excretion. The results show that the majority of the injected product (>60%) has been excreted through the feces after five months. Experiments have evidenced that the NPs mainly accumulate in macrophage-rich organs, that is mainly liver and spleen and to a lesser extent lungs and bones (mainly marrow). No significant amounts have been detected in other organs such as heart, kidneys, brain, intestine and skin. Gd2O2S:Ln3+ NPs appeared to be very well tolerated up to 400 mg/kg when administered intravenously. STATEMENT OF SIGNIFICANCE: Since 2011, we have focused our work on Gd2O2S nanoparticles (NPs) for multimodal bioimaging using fluorescence, Magnetic Resonance Imaging (MRI) and Computed Tomography with very efficient results already published. However, since the European Medicines Agency has concluded its review of gadolinium contrast agents, confirming recommendations to restrict the use of some linear gadolinium agents used in MRI, a particular attention must be paid to any new contrast media containing gadolinium. Therefore, we present in this paper a compilation of studies about toxicity, bio-distribution and excretion mechanisms of Gd2O2S:Ln3+ NPs intravenously injected into rats. We also present an in vitro kinetic study of NPs degradation in aqueous and biological media to provide some information on chemical and biological stability.

中文翻译：

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用于生物成像的多峰氧化硫g纳米颗粒：全面的生物分布，消除和毒理学研究。

多年以来，通过以下方法，硫氧化物纳米颗粒（NPs）成为非常有效的多峰体内成像的强有力候选者：1）磁共振（MRI），2）X射线计算机断层扫描（CT）和3）光致发光成像。在本文中，我们提供了一些结果的选择，这些结果集中在对大鼠静脉内注射的Gd2O2S：Ln3 +纳米颗粒的理化稳定性，毒性，生物分布和排泄机制的评估上。在这里，使用共同的基质和不同的掺杂剂测试了两种配方：Gd2O2S：Eu3 + 5％和Gd2O2S：Yb3 + 4％/ Tm3 + 0.1％。NP似乎几乎不溶于纯水和人血浆，但是在细胞溶酶体中通常遇到的酸性条件下会出现腐蚀/降解现象。全身体内分布，排泄和毒性评估表明，纳米颗粒具有较高的耐受性，并且具有持久的成像信号，与缓慢的肝胆清除率和非常弱的尿排泄相关。结果表明，五个月后，大部分注射产品（> 60％）已通过粪便排出体外。实验证明，NPs主要在富含巨噬细胞的器官中积累，主要是肝脏和脾脏，而在较小的程度上是肺和骨骼（主要是骨髓）。在其他器官，例如心脏，肾脏，大脑，肠和皮肤中，未检测到显着量。静脉内给药时，Gd2O2S：Ln3 + NPs耐受性非常好，最高可达400 mg / kg。意义声明：自2011年以来，我们将工作重点放在了Gd2O2S纳米颗粒（NPs）上，该纳米颗粒用于使用荧光的多峰生物成像，磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描技术已经非常有效地发表了。但是，由于欧洲药物管理局已经结束了对contrast造影剂的审查，确认了限制在MRI中使用某些线性g试剂的建议，因此必须特别注意任何含有containing的新造影剂。因此，我们在本文中提供了有关静脉内注射到大鼠中的Gd2O2S：Ln3 + NPs的毒性，生物分布和排泄机制的研究汇编。我们还提出了在水中和生物介质中NPs降解的体外动力学研究，以提供有关化学和生物稳定性的信息。由于欧洲药品管理局已经结束了对contrast造影剂的审查，确认了限制在MRI中使用某些线性g试剂的建议，因此必须特别注意任何含有containing的新型造影剂。因此，我们在本文中提供了有关静脉注射到大鼠中的Gd2O2S：Ln3 + NPs的毒性，生物分布和排泄机制的研究汇编。我们还提出了在水和生物介质中NPs降解的体外动力学研究，以提供有关化学和生物稳定性的信息。由于欧洲药品管理局已经结束了对contrast造影剂的审查，确认了限制在MRI中使用某些线性g试剂的建议，因此必须特别注意任何含有containing的新型造影剂。因此，我们在本文中提供了有关静脉注射到大鼠中的Gd2O2S：Ln3 + NPs的毒性，生物分布和排泄机制的研究汇编。我们还提出了在水和生物介质中NPs降解的体外动力学研究，以提供有关化学和生物稳定性的信息。我们在本文中提供了有关静脉内注入大鼠Gd2O2S：Ln3 + NPs的毒性，生物分布和排泄机制的研究汇编。我们还提出了在水和生物介质中NPs降解的体外动力学研究，以提供有关化学和生物稳定性的信息。我们在本文中提供了有关静脉内注入大鼠Gd2O2S：Ln3 + NPs的毒性，生物分布和排泄机制的研究汇编。我们还提出了在水和生物介质中NPs降解的体外动力学研究，以提供有关化学和生物稳定性的信息。