Nanojuice kunne forbedre, hvordan læger undersøger tarmen

Beliggende dybt i menneskets tarm, tyndtarmen er ikke let at undersøge. røntgenstråler, MRI'er og ultralydsbilleder giver øjebliksbilleder, men hver lider under begrænsninger. Hjælp er på vej.

University at Buffalo forskere er ved at udvikle en ny billedbehandlingsteknik, der involverer nanopartikler suspenderet i væske for at danne "nanojuice", som patienterne ville drikke. Når man når tyndtarmen, læger ville slå nanopartiklerne med et harmløst laserlys, giver en enestående, ikke-invasiv, realtidsvisning af orglet.

Beskrevet 6. juli i journalen Natur nanoteknologi , fremskridtet kunne hjælpe læger med bedre at identificere, forstå og behandle mave-tarm-lidelser.

"Konventionelle billeddannelsesmetoder viser organet og blokeringer, men denne metode giver dig mulighed for at se, hvordan tyndtarmen fungerer i realtid, " sagde den tilsvarende forfatter Jonathan Lovell, PhD, UB adjunkt i biomedicinsk teknik. "Bedre billeddannelse vil forbedre vores forståelse af disse sygdomme og give læger mulighed for mere effektivt at tage sig af mennesker, der lider af dem."

Den gennemsnitlige menneskelige tyndtarm er omkring 23 fod lang og 1 tomme tyk. klemt mellem maven og tyktarmen, det er her meget af fordøjelsen og optagelsen af ​​mad finder sted. Det er også, hvor symptomer på irritabel tyktarm, cøliaki, Crohns sygdom og andre gastrointestinale sygdomme forekommer.

For at vurdere orgelet, læger kræver typisk, at patienter drikker en tyk, kalkholdig væske kaldet barium. Læger bruger derefter røntgenstråler, magnetisk resonansbilleddannelse og ultralyd for at vurdere organet, men disse teknikker er begrænset med hensyn til sikkerhed, tilgængelighed og mangel på tilstrækkelig kontrast, henholdsvis.

Også, ingen af ​​dem er yderst effektive til at give billeddannelse i realtid af bevægelse, såsom peristaltik, som er sammentrækningen af ​​muskler, der driver mad gennem tyndtarmen. Dysfunktion af disse bevægelser kan være forbundet med de tidligere nævnte sygdomme, samt bivirkninger af skjoldbruskkirtellidelser, diabetes og Parkinsons sygdom.

Lovell og et team af forskere arbejdede med en familie af farvestoffer kaldet naphthalcyaniner. Disse små molekyler absorberer store dele af lys i det nær-infrarøde spektrum, som er det ideelle område for biologiske kontrastmidler.

De er uegnede til den menneskelige krop, imidlertid, fordi de ikke spredes i væske, og de kan absorberes fra tarmen ind i blodbanen.

For at løse disse problemer, forskerne dannede nanopartikler kaldet "nanonaps", der indeholder de farverige farvestofmolekyler og tilføjede evnerne til at sprede sig i væske og bevæge sig sikkert gennem tarmen.

I laboratorieforsøg udført med mus, forskerne administrerede nanojuicen oralt. De brugte derefter fotoakustisk tomografi (PAT), som er pulserende laserlys, der genererer trykbølger, når det måles, give et real-time og mere nuanceret syn på tyndtarmen.

Forskerne planlægger at fortsætte med at forfine teknikken til forsøg på mennesker, og flytte ind i andre områder af mave-tarmkanalen.