Tecnologia di imaging New promettente per la diagnosi di malattie cardiovascolari, il diabete

Maggio 16, 2016 Admin Salute 0 0
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Il nuovo metodo potrebbe essere usato per prendere precise immagini tridimensionali di placche che rivestono le arterie, ha detto Ji-Xin Cheng, professore associato di ingegneria biomedica e chimica alla Purdue University.

Altri metodi di imaging che forniscono informazioni molecolari sono in grado di penetrare il tessuto abbastanza in profondità per rivelare la struttura tridimensionale delle placche, ma essere in grado di farlo renderebbe diagnosi migliore possibile, ha detto.




"Si dovrebbe tagliare una sezione di un'arteria di vedere davvero la struttura tridimensionale della placca", ha detto Cheng. "Ovviamente, che non può essere utilizzato per i pazienti che vivono."

La formazione immagine rivela la presenza di legami carbonio-idrogeno che compongono le molecole di lipidi in placche arteriose che causano la malattia di cuore. Il metodo potrebbe anche essere utilizzato per rilevare molecole di grasso nei muscoli per diagnosticare il diabete e per altri disturbi lipidici legati, comprese le condizioni neurologiche e traumi cerebrali. La tecnica rivela anche legami di azoto-idrogeno che compongono le proteine, cioè lo strumento di imaging potrebbe anche essere utile per la diagnosi di altre malattie e studiare il ruolo di collagene nella formazione di cicatrici.

"Essere in grado di digitare su legami chimici specifici è prevista l'apertura di una direzione completamente nuova per il settore", ha detto Cheng

I risultati sono dettagliati in un documento che sarà pubblicato in Physical Review Letters e prevede che apparirà nel numero 17 giu. I risultati rappresentano il culmine di quattro anni di ricerca guidato da Cheng e dottorando Han-Wei Wang.

La nuova tecnica utilizza impulsi laser nanosecondi nel vicino infrarosso dello spettro. Il laser genera vibrazioni molecolari "armoniche", o lunghezze d'onda che non vengono assorbite dal sangue. Il laser pulsato provoca tessuto per riscaldare ed espandere localmente, generando onde di pressione alla frequenza ultrasuoni che può essere recuperata con un dispositivo chiamato trasduttore.

"Stiamo lavorando per miniaturizzare il sistema in modo che possiamo costruire un endoscopio per mettere in vasi sanguigni con un catetere", ha detto Cheng. "Questo ci permetterebbe di vedere la natura esatta di formazione di placche nelle pareti delle arterie per quantificare meglio e diagnosticare le malattie cardiovascolari."

Lihong Wang, Gene K. Beare Distinguished Professor di Ingegneria Biomedica presso la Washington University di St. Louis, è un pioniere della tramite Imaging "fotoacustico" dei vasi sanguigni in base alla assorbimento della luce da elettroni in emoglobina.

I ricercatori della Purdue sono i primi a dimostrare che un forte segnale fotoacustico può derivare l'assorbimento della luce da legami chimici nelle molecole. Il laser nel vicino infrarosso provoca riscaldamento sufficiente per generare ultrasuoni, ma non sufficiente per danneggiare il tessuto.

"È possibile misurare il ritardo tra il laser e le onde ad ultrasuoni, e questo ti dà una distanza precisa, che consente di livelli immagine dei tessuti per le immagini tridimensionali", ha detto Cheng. "Tu fai una scansione e ottenere tutte le sezioni. Il nostro obiettivo iniziale è la malattia cardiovascolare, ma ci sono altre potenziali applicazioni, tra cui il diabete e malattie neurologiche."

L'approccio rappresenta un notevole miglioramento rispetto un'altra tecnica di imaging, chiamato coerente dispersione anti-Stokes Raman, o automobili, che è stato usato dal laboratorio basato Purdue per studiare la formazione della placca tridimensionale in arterie.

Conducendo anche la ricerca sono Michael Sturek, presidente del Dipartimento di Fisiologia Cellulare e Integrativa presso la Scuola di Medicina Indiana University; Robert P. Lucht, Ralph e Bettye Bailey professore di Purdue di combustione in Ingegneria Meccanica; e David Umulis, un Purdue assistente professore di ingegneria agricola e biologica. Altri autori della carta includono Purdue studenti laureati Ning Chai, Pu Wang e Wei Dou e Washington University ricercatore post-dottorato Canzone Hu.

I risultati si basano sulla ricerca con i tessuti di suini in campioni di laboratorio e anche con moscerini della frutta dal vivo.

"Si può vedere il grasso all'interno larve di mosca, che rappresenta la possibilità di studiare come l'obesità colpisce la fisiologia negli esseri umani", ha detto Cheng.

Il finanziamento della ricerca è venuto dal National Institutes of Health e American Heart Association.

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