Саратовские учёные разработали технологию для более эффективного «подсвечивания» живых тканей
Учёные СГУ имени Н.Г. Чернышевского вместе с коллегами из Ирана предложили новый подход к визуализации неоднородных участков в живых тканях — с помощью «золотых нанотреугольников». Об этом рассказали РИА Новости сегодня, 12 ноября.
Речь идет о технологии, которая поможет специалистам получать больше данных о состоянии органов и со временем может помочь в диагностике и лечении патологий, в том числе злокачественных опухолей кожи.
В университете отметили, что оптическая когерентная томография (ОКТ), основанная на способности тканей отражать инфракрасное излучение, — один из самых востребованных методов исследования биологических тканей. Он безопасен для пациентов, отличается высоким пространственным разрешением и позволяет за один «сеанс» разглядеть мельчайшие детали структуры ткани. Особенно широко ОКТ применяют в офтальмологии — с её помощью изучают роговицу, хрусталик и сетчатку глаза.
Однако у метода есть существенный недостаток — томограммы часто получаются недостаточно контрастными, а значит, малоинформативными. Это осложняет работу дерматологов и исследователей эмбриогенеза, которым важно точно видеть изменения в «целевой» области.
Чтобы решить проблему, учёные предложили использовать «подсветку» неоднородных участков с помощью металлических наночастиц, которые отражаю инфракрасное излучение с большей эффективностью. В ходе экспериментов выяснилось, что лучше всего с этой задачей справляются золотые наночастицы треугольной формы — они усиливают отражение первичного излучения намного лучше, чем сферы или «палочки».
«Мы доставляем в ткань «нановозвращатели» света, похожие на те, которые ночью можно увидеть на дороге при падении на них света фар машины. Даже в тумане вы видите отражающие элементы, размещённые по всей дороге, которые показывают её края и другие особенности. Таким же образом происходит и в тканях, и в органах, где располагаются наночастицы. Они естественным образом скапливаются именно в неоднородностях ткани, показывая внутреннюю структуру и её патологические изменения за счёт усиления отражения», — объяснил один из авторов работы, заведующий кафедрой оптики и биофотоники Института физики и руководитель Научного медицинского центра СГУ Валерий Тучин.
Важный нюанс — скорость проникновения наночастиц в ткань. Она зависит от свойств самих частиц и особенностей ткани, например, у пациентов с диабетом диффузия затруднена из-за изменений в хрусталике, и процесс идёт медленнее. Учёные разработали математические подходы, позволяющие рассчитать оптимальное время и концентрацию «контраста» для разных случаев.
Эти расчёты пригодятся не только для диагностики, но и для терапии. В частности, знание скорости доставки наночастиц необходимо для развития фототермической терапии злокачественных опухолей кожи — перспективного направления, над которым учёные СГУ работают совместно с НИЦ «Курчатовский институт».
