Cercetătorii au dezvoltat o tehnică inovatoare pentru a vizualiza organele interne ale corpului făcând țesuturile suprapuse transparente pentru lumina vizibilă. Abordarea surprinzătoare, care utilizează un colorant alimentar sigur, s-a dovedit a fi reversibilă în testele pe animale și poate fi aplicată la o varietate de diagnostice medicale, cum ar fi detectarea leziunilor, monitorizarea tulburărilor digestive și identificarea cancerelor. Cercetarea a fost publicată de oamenii de știință de la Universitatea Stanford în revista „Science” pe 6 septembrie 2024.
Guosong Hong, profesor asistent de știință și inginerie a materialelor la Stanford, care a condus studiul, a comentat despre viitorul tehnologiei: „În viitor, această tehnologie ar putea face venele mai vizibile pentru colectarea sângelui, ușurează îndepărtarea tatuajelor cu un laser sau ajuta la depistarea precoce și tratamentul cancerelor”. Hong a evidențiat posibila aplicare în tratamentele pentru cancer: „De exemplu, anumite terapii folosesc lasere pentru a elimina celulele canceroase și precanceroase, dar acestea sunt limitate la zonele apropiate de suprafața pielii. Această tehnică ar putea fi capabilă să îmbunătățească penetrarea luminii”.
Pentru a realiza acest lucru, cercetătorii au creat un model care prezice modul în care lumina interacționează cu țesuturile biologice vopsite, ținând cont de factori precum dispersia și refracția, procese care afectează traiectoria luminii. Împrăştierea, de exemplu, este ceea ce face corpul uman opac, deoarece diferite componente, cum ar fi grăsimile și proteinele, împrăștie lumina în moduri diferite.
Descoperirea vine în contextul în care echipa și-a dat seama că, pentru a obține transparență, ar fi necesară armonizarea diferiților indici de refracție ai materialelor biologice. Coloranții care absorb lumina, cum ar fi tartrazina s-au dovedit ideali. Când sunt dizolvate și absorbite de țesuturi, moleculele de tartrazină aliniază indicii de refracție, făcând țesuturile transparente.
Primele teste au fost efectuate pe felii de piept de pui. Pe măsură ce concentrația de tartrazină a crescut, indicele de refracție al celulelor musculare s-a ajustat la cel al proteinelor, rezultând transparență. Următorul pas a implicat aplicarea unei soluții de tartrazină la șoareci, care le-a făcut pielea temporar transparentă, dezvăluind vasele de sânge și organele interne la rezoluție înaltă. După utilizare, țesuturile au revenit rapid la opacitatea lor naturală, fără efecte secundare pe termen lung, iar excesul de colorant a fost excretat în 48 de ore. Se așteaptă ca injecțiile cu tartrazină să permită o vizualizare și mai profundă, cu posibile implicații medicale.
Sursa: articolul ştiinţific „Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules” / science.org