Спектральный состав чернил для татуировок -
© Фото : Tattoo and Design by Adam Sky, image courtesy of the Zavaleta Lab at USC
Американские ученые предложили использовать безопасные для человека чернила для татуировок и пищевые красители для визуализации при диагностике рака. Описание разработки приведено в журнале Biomaterials Science.
Раннее обнаружение опухоли имеет решающее значение при лечении рака. В последнее время развитие получили методы МРТ и КТ-диагностики, при которых пациентам вводят контрастные материалы, позволяющие буквально увидеть точные границы опухолей.
Ученые отделения биомедицинской инженерии Университета Южной Калифорнии обнаружили, что в качестве таких контрастных веществ можно использовать чернила для татуировок.
Руководителю исследования, сотруднику Центра конвергентной бионауки Мичелсона Кристине Завалета (Cristina Zavaleta) идея пришла во время занятий в художественной студии. Ее заинтриговали необычайно яркие краски, которые принесли на занятие художники.
"Я подумала, что высокопигментные краски могут обладать интересными оптическими свойствами", — приводятся в пресс-релизе университета слова Завалета.
Размышления привели ее в студию тату, где работают с яркими красками, безопасность которых для человека уже доказана.
"Я принесла 96-луночный планшет, и мастер брызнул чернилами для тату в каждую лунку, — рассказывает Завалета. — Затем я отнес чернила на наш рамановский сканер, который используется для точного обнаружения нацеленных на опухоль наночастиц, и увидела, что каждая краска имеет свой спектр".
Рак или не рак? Ученые рассказали, можно ли есть красное мясо
Ученые поняли, что чернила с характерными спектральными "отпечатками пальцев" можно использовать для "штрих-кодирования" наночастиц, маркирующих опухоль.
Наночастицы перемещаются по кровеносным сосудам в поисках раковых клеток, а найдя — прикрепляются к ним. Красители, включенные в наночастицы, обеспечивают контраст изображения во время исследований, что повышает чувствительность методов и позволяет выявлять мельчайшие детали опухолей, что крайне важно при лечении и хирургическом вмешательстве.
Одна из проблем визуализации с использованием наночастиц заключается в том, что эти частицы задерживаются в печени и селезенке. Поэтому использовать можно только биоразлагаемые красители, набор которых весьма ограничен.
Чернила для татуировок, используемые в эксперименте, были одобрены и признаны безопасными Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA). Поэтому авторы надеются, что новые красители удастся быстро внедрить в медицинскую практику.
Ранее ученые в качестве средств усиления контраста наночастиц рассматривали обычные пищевые красители.
"Мы подумали — давайте посмотрим на некоторые существующие лекарственные, косметические и пищевые красители, одобренные FDA, и выясним их оптические свойства, — продолжает Завалета. — Оказалось, что многие из этих красителей обладают интересными оптическими свойствами, которые мы можем использовать для визуализации".
Исследователи также разработали наночастицы оптимального размера, которые могут нести пигмент. Большинство контрастных веществ, используемых сегодня для визуализации, представляют собой низкомолекулярные красители. Проблема заключается в том, что небольшие молекулы легко проникают в области опухоли, но и быстро выводятся.
"Наши наночастицы достаточно малы, чтобы просачиваться, но в то же время достаточно велики, чтобы удерживаться в опухоли, и это то, что мы называем усиленной проницаемостью и эффектом удержания", — объясняет ученый.
Более крупные наночастицы, созданные исследователями, обладают большей полезной нагрузкой красителя, что при флуоресцентной визуализации приводит к более яркому сигналу и лучшей локализации наночастиц в опухолях.
Оценил 1 человек
3 кармы