راهنمای پاکسازی نوری بافت

راهنمای پاکسازی نوری بافت

چشم اندازهای جدید در تصویربرداری نوری

توضیحات کتاب

فوتونیک زیست‌پزشکی در حال حاضر یکی از سریع‌ترین زمینه‌های در حال رشد است که تحقیقات در فیزیک، اپتیک و مهندسی برق را با کاربردهای پزشکی و بیولوژیکی مرتبط می‌کند. این امکان را برای تجزیه و تحلیل ساختاری و عملکردی بافت ها و سلول ها با وضوح و کنتراست غیر قابل دستیابی با هیچ روش دیگری فراهم می کند.

با این حال، چالش‌های عمده بسیاری از تکنیک‌های بیوفوتونیک با نیاز به افزایش وضوح تصویربرداری حتی بیشتر از سطح زیر سلولی و همچنین ترجمه آنها برای مطالعات in vivo مرتبط است. روش پاکسازی نوری بافت از غوطه ور شدن بافت ها در مواد شفاف کننده نوری (OCAs) استفاده می کند که پراکندگی بافت را کاهش می دهد و بافت را شفاف تر می کند و از آن زمان تاکنون این روش با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است.

این کتاب مقدمه‌ای است برای پاکسازی نوری بافت، شامل اصول اولیه و کاربردهای بیولوژیکی آزمایشگاهی، از روش‌های پاکسازی نوری بافتی in vitro تا in vivo، و ترکیبی از پاکسازی نوری بافت و تصویربرداری‌های نوری مختلف برای تشخیص. این فصل ها طیف گسترده ای از مسائل مربوط به زمینه پاکسازی نوری بافت را پوشش می دهد: مکانیسم های پاکسازی نوری بافت در شرایط آزمایشگاهی و درون تنی. عوامل پاکسازی نوری سنتی و نوآورانه؛ دستاوردهای اخیر در پاکسازی نوری بافت های مختلف (از جمله بافت های پاتولوژیک) و خون برای تشخیص و درمان تصویربرداری نوری.

این کتاب گزارشی جامع از آخرین تحقیقات و امکانات استفاده از پاکسازی نوری به عنوان ابزاری برای بهبود اثربخشی تشخیصی روش‌های تشخیصی نوری مدرن ارائه می‌دهد.

مخاطب این کتاب، محققان بیوفیزیکدان، «دانشجویان فارغ‌التحصیل» و فوق‌دکتری‌های تخصص‌های زیست‌پزشکی، و همچنین مهندسان زیست‌پزشکی و پزشکان علاقه‌مند به توسعه و کاربرد روش‌های نوری در پزشکی است.

ویژگی های کلیدی:

اولین مرجع جمعی برای جمع آوری تمام دانش شناخته شده در مورد این موضوع

ویرایش شده توسط کارشناسان در این زمینه با کمک های فصلی از متخصصان حوزه موضوعی

دو رویکرد اصلی در پاکسازی نوری غوطه وری را در یک کتاب منسجم گرد هم می آورد

تکنیک‌های نوروفوتونیک، آسیب‌های تروماتیک مغز را روشن می‌کنند

تکنیک‌های نوروفوتونیک، آسیب‌های تروماتیک مغز را روشن می‌کنند

ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

امواج ضربه ای ناشی از لیزر بر روی سلول های عصبی، که با تصویربرداری فاز کمی نظارت می شود، به درک آسیب مغزی و اثرات فیزیولوژیکی آن کمک می کند.

نیکولاس پرز، پگاه پولادیان، و داریل پریس، دانشگاه کالیفرنیا، ایروین

آسیب مغزی تروماتیک می تواند تأثیرات فاجعه باری بر عملکرد روزمره و کیفیت زندگی داشته باشد. اکنون، مجموعه ای از ابزارهای فوتونیک ممکن است بینش جدیدی در مورد این وضعیت ارائه دهد. همراه با دانش فنی که با استفاده از علوم زیستی و فیزیکی در دسترس است، از روش‌های جدید تصویربرداری و تکنیک‌های بیوفوتونیک به خوبی استفاده می‌شود. نمونه بارز این اتصال متقابل مطالعه امواج ضربه ای ناشی از لیزر (LIS) است.

اثرات امواج ضربه ای بر بدن انسان برای اولین بار در طول جنگ جهانی دوم مشاهده شد، زمانی که مشخص شد ملوانانی که در زمان انفجار اژدر در اقیانوس بودند، اما مستقیماً هدف قرار نگرفتند، اغلب به دلیل اختلال در ریه جان خود را از دست دادند. در تعدادی از موارد، هیچ آسیب فیزیکی خارجی به آنها وارد نشده بود. با این حال، اخیراً امواج ضربه ای به عنوان علت آسیب تروماتیک مغزی مطرح شده اند. هنگامی که امواج ضربه ای ایجاد شده توسط یک ضربه یا موج انفجار از جمجمه عبور می کند، می تواند به بافت عصبی آسیب برساند. آسیب به مغز ممکن است پایدار باشد و منجر به انواع اثرات ناتوان کننده مانند از دست دادن حافظه، افسردگی و سایر اختلالات ذهنی شود.

برای مطالعه اثرات امواج شوک بر مغز، تیم تحقیقاتی نویسندگان در دانشگاه کالیفرنیا، ایروین اخیراً از لیزر پالسی 1064 نانومتری Nd:YAG برای ایجاد امواج شوک میکروسکوپی و نظارت بر اثرات روی سلول‌های منفرد استفاده کردند. با استفاده از یک پرتو لیزر پالسی متمرکز بر یک نقطه، می توان انرژی شدید تولید کرد. هنگامی که تجمع انرژی در نقطه کانونی به اندازه کافی قوی باشد، یک حباب کاویتاسیون تشکیل می شود و سپس فرو می ریزد، که یک موج ضربه ای ایجاد می کند که از کانون به بیرون تابش می کند. با کنترل دقیق پارامترهای پرتو، امواج ضربه ای را می توان به گونه ای کالیبره کرد تا نیروهایی معادل منابع شناخته شده آسیب تروماتیک مغزی اعمال کند.

نویسندگان از این پدیده برای شبیه سازی آسیب های مغزی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از امواج ضربه ای ناشی از لیزر برای آسیب رساندن به سلول های عصبی مانند آستروسیت ها استفاده کردند. آستروسیت ها سلول های گلیال ستاره ای شکل هستند که پرتعدادترین سلول ها در سیستم عصبی مرکزی هستند. آنها نقش مهمی در حفظ عملکرد سالم نورون های مغز دارند. از آنجایی که سلول ها مسئول حفظ و تامین مواد مغذی به بافت عصبی در مغز و نخاع هستند، مطالعه نحوه واکنش آستروسیت ها به تروما، بینش های ارزشمندی را در مورد مکانیسم هایی که مغز برای ترمیم آسیب های داخلی استفاده می کند، ارائه می دهد.

یکی از راه های ارزیابی آسیب وارد شده به سلول، نظارت بر تغییرات مورفولوژیکی سلول است. با ایجاد امواج ضربه ای در نزدیکی سلول و اندازه گیری کمی تغییر حجم سلول با استفاده از میکروسکوپ هولوگرافیک، می توان مشاهده کرد که سلول چگونه در پاسخ به نیروی خارجی اعمال شده تغییر شکل می دهد.