當談到癌癥時，清晰度是關鍵。3D 可視化癌性腫瘤和轉移組織的能力可以幫助臨床醫(yī)生診斷癌癥的準確類型和階段，同時也為最佳治療方法提供信息。為了獲得更清晰的組織進行成像，的一個研究小組測試了專用水凝膠的有效性。作為 3D 分子網絡，這些水凝膠可以快速去除組織中的脂肪，這是組織混濁的一個因素，而不會失去其結構。該材料用于多種生物醫(yī)學設備，包括隱形眼鏡。
他們于 6 月 21 日在Macromolecular Bioscience上在線發(fā)表了他們的結果，印刷版于 9 月 16 日發(fā)行。
自 1981 年以來，的主要死因一直是癌癥，”第一作者、大阪府立大學工程研究生院應用化學系副教授小島千惠說。“我們需要新的治療方法和診斷技術。3D 熒光成像就是這樣一種方法，對于理解器官規(guī)模的多細胞系統(tǒng)來說是必不可少的，因為它可以為我們提供比傳統(tǒng) 2D 成像更多的信息。這對于診斷中的個性化醫(yī)學以及闡明生物現(xiàn)象可能很有用。
這種類型的成像涉及標記某些分子機器，例如蛋白質，因此它們會根據(jù)它們的種類發(fā)出不同顏色的熒光?？梢栽诟鞣N樣本中觀察到發(fā)光信號，從整個生物體到細胞水平。然而，大多數(shù)組織是不透明的，阻礙了看到這些信號的能力。在 2D 成像中，樣本被切成薄片，這使得信號易于查看，但無法在 3D 中可視化整個系統(tǒng)。
此前，研究人員使用了一種稱為 CLARITY 的方法，將組織嵌入聚丙烯酰胺水凝膠中。從組織中去除脂肪并調整介質的折射率。Kojima 說，標記的發(fā)光信號可以在 3D 中可視化，但癌變組織需要一個月的時間才能清除——對于等待診斷的患者來說太長了。在那個時候，腫瘤可能已經擴散。
為了實際應用，需要縮短 CLARITY 方法中的光學清除處理時間，”小島說。
為了縮短這個時間，研究人員使用了兩性離子水凝膠，它們在帶電分子中保持平衡并保持組織樣本的結構。在幾種兩性離子水凝膠組合中，該團隊發(fā)現(xiàn)模擬組織上脂肪分子的聚合物水凝膠似乎最快地光學清除腫瘤組織。根據(jù)小島的說法，水凝膠具有高滲透性，這可能有助于從組織中提取其他脂肪酸。
使用我們的系統(tǒng)可以 3D 顯示鼠腦組織中的血管網絡以及轉移性腫瘤組織，”小島說。
他們可以比之前的嘗試更快地可視化腫瘤組織：使用改進的方法可以在一周內實現(xiàn)以前需要一個月的時間。
研究人員正在繼續(xù)探索該技術以及如何將其應用于人類癌癥的診斷。
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