میکروسکوپ چند فوتونی برای آندوسکوپ ها

لیزر چند فوتونی در اعماق سلولها نفوذ کرده و تصاویر سه بعدی با وضوح بالا از بافت زنده را ارائه می دهد

بیوتکنولوژیست ها ، فیزیکدانان و محققان پزشکی دانشگاه ارلانگن-نورنبرگ FAU یک فناوری برای تصویربرداری میکروسکوپی در موجودات زنده ایجاد کرده اند. میکروسکوپ چند فوتونی مینیاتوریزه ، که می تواند در آینده در یک آندوسکوپ مورد استفاده قرار گیرد ، مولکول های بدن را روشن می کند و باعث می شود سلول ها و ساختارهای بافتی بدون استفاده از مواد کنتراست مصنوعی تصویر شوند.

برای تشخیص بیماری ها اغلب لازم است نمونه های بافتی در زیر میکروسکوپ بررسی شود. به عنوان مثال ، استفاده از چنین نمونه هایی با استفاده از کولونوسکوپی و استفاده از مواد حاجب برای تشخیص انواع مختلف بافت بطور موثر انجام می شود. بیوتکنولوژیست ها ، فیزیکدانان و محققان پزشکی در FAU اکنون فرآیندی را توسعه داده اند که می تواند معاینات روده بزرگ و سایر ارگان ها را بسیار ساده کند. آنها میکروسکوپ چند فوتونی را به اندازه ای کوچک کرده اند که امکان استفاده از آن در آندوسکوپ ها را فراهم می کند. الیور فردریش از رئیس صندوق بیوتکنولوژی پزشکی توضیح می دهد: "میکروسکوپ چند فوتونی پالس های لیزری متمرکز را با شدت بسیار زیاد برای مدت زمان بسیار کوتاه منتشر می کند." "در طی این فرایند ، دو یا چند فوتون به طور همزمان با مولکولهای خاصی از بدن در تعامل هستند و سپس باعث می شود که مولکول ها روشن شوند."

میکروسکوپ چند فوتونی نسبت به روشهای معمولی مزایای تعیین کننده ای دارد. برای تصویربرداری از قسمتهایی از بافت همبند ، نیازی به استفاده از مواد حاجب مصنوعی نیست ، زیرا نشانگرهای بدن به دلیل تحریک فوتونها درخشان می شوند. علاوه بر این ، لیزر چند فوتونی در اعماق سلولها ، به عنوان مثال به دیواره های روده بزرگ نفوذ می کند و تصاویر سه بعدی با وضوح بالا از بافت زنده را فراهم می کند ، در حالی که کولونوسکوپی معمولی محدود به تصاویر سطح روده بزرگ است. این روش می تواند بیوپسی ها را تکمیل کند یا حتی در بعضی موارد آنها را اضافه کند.

میکروسکوپ های چند فوتونی در حال حاضر در کاربردهای پزشکی خصوصاً روی سطح پوست مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، متخصصان پوست از آنها برای جستجوی ملانوم بدخیم استفاده می کنند. چالش استفاده از این میکروسکوپ ها در معاینات آندوسکوپی اندازه اجزای فنی است. محققان اکنون با موفقیت موفق به جمع آوری کل میکروسکوپ و لیزر femtosecond در یک دستگاه قابل حمل و جمع و جور شدند. لنزهای هدف در کانولا قرار دارند که طول آن 32 میلی متر است و قطر آن 1.4 میلی متر است. نقطه کانونی را می توان به صورت الکترونیکی تنظیم کرد تا میزان نفوذ نوری تغییر کند. منشور بر روی نقطه سوزن قرار دارد که امکان نمای جانبی را به داخل روده بزرگ می دهد ، به این معنی که می توان تصاویر چرخشی مختلفی از بافت را از همان موقعیت ایجاد کرد.

در آزمایشات فعلی روی حیوانات کوچک ، نور ساطع شده از لیزر از طریق سیستم سفت و سخت منتقل می شود. برای ادغام سیستم در آندوسکوپ تحقیقات بیشتری لازم است. فریدریش می گوید: "برای هدایت پالس های لیزر ، الیاف کریستالی مخصوص فوتونی مخصوص لازم است". "علاوه بر این ، علاوه بر لنز هدف ، باید کل مکانیسم اسکن کوچک شود تا اجازه دهد تا در آندوسکوپ انعطاف پذیر ادغام شود."

میکرواندوسکوپی چند فوتونی نه تنها برای معاینه روده بزرگ مفید است. همچنین می توان از آن در مناطق دیگر بدن مانند دهان و گلو یا مثانه استفاده کرد. هدف از روش جدید این است که پزشک بتواند تشخیص دهد سلولهای اندام و قسمتهایی از دیواره سلولی در مقیاس میکرومتر تغییر کرده اند یا خیر. بنابراین می توان فرآیندهای پیچیده رنگرزی و بیوپسی های وقت گیر را محدود کرد. هدف تیم فریدریش تهیه پایگاه داده تصویری از پزشکان است که یک اطلس چند فوتونی ارگان ها و بیماری های مختلف را ارائه می دهد.