Cientistas da Universidade de Nottingham desenvolveram um sensor de imagem pioneiro, projetado para ser implantado dentro do corpo humano para gerar mapas tridimensionais de estruturas celulares.
O protótipo do dispositivo, que combina lasers e ondas sonoras em fibra óptica não mais grosso que um fio de cabelo humano, pode ser usado com endoscópios padrão para detectar anormalidades em células que indicam câncer.
Descrito como o primeiro transdutor de ultrassom de fibra óptica do mundo desenvolvido por uma equipe da Universidade de Nottingham, foi concebido como uma solução clínica para algumas das desvantagens associadas à imagem celular. Hoje em dia, isso requer instrumentos científicos grandes e complexos em laboratórios de pesquisa, e muitas vezes usa rótulos fluorescentes feitos com produtos químicos que, em doses grandes o suficiente, podem representar um perigo para as células humanas.
“Métodos para medir a rigidez das células tumorais foram implementados usando microscópios de laboratório, mas esses instrumentos poderosos são pesados, imóveis e não se adaptam ao ambiente clínico do paciente”, diz o membro da equipe Salvatore La Cover.
O novo sensor de imagem é equipado com um par de lasers, um dos quais é convertido em partículas de som de alta frequência chamadas fônons, usando uma camada de metal na extremidade da fibra. Esses fônons são bombeados para o tecido circundante, que espalha as ondas sonoras, que então colidem com um segundo laser. Ao analisar essas colisões, o sistema pode recriar visualmente a forma de uma onda sonora viajando, que pode revelar as características benéficas das células pelas quais passou.
Mais importante ainda, isso inclui geometria e rigidez. Portanto, a equipe está comparando sua nova ferramenta a como os médicos podem sentir fisicamente anormalidades e rigidez sob a pele, o que pode indicar câncer.
No entanto, o novo sensor ultrassônico pode criar um mapa tridimensional mostrando a rigidez e as características espaciais de estruturas medidas em nanoescala, com imagens semelhantes ou até mais detalhadas do que as de um microscópio.
O minúsculo dispositivo de imagem pode ser conectado a uma única fibra óptica ou integrado em feixes de 10 a 20.000 fibras usados em endoscópios convencionais, dizem os cientistas. Esses dispositivos são constituídos por tubos finos equipados com lâmpadas e câmeras que podem ser inseridas no corpo para procurar sinais de doenças, e a equipe espera que, ao combiná-los com seu novo sensor, abram novas possibilidades no diagnóstico clínico.
"Acreditamos que a capacidade do sistema de medir a rigidez, biocompatibilidade e potencial endoscópico da amostra ao acessar a nanoescala é o que o diferencia dos outros", afirmam os pesquisadores. “Esses recursos ajustam a tecnologia para futuras medições dentro do corpo; em direção ao objetivo final de diagnósticos minimamente invasivos no ponto de atendimento. ”
A equipe está explorando o potencial de seu instrumento em imagens de células e tecidos, mas também pode ser usado para inspecionar superfícies e caracterizar materiais.
O estudo foi publicado na revista Light: Science & Applications.
2021-05-04 17:10:42
Autor: Vitalii Babkin