החוקרים פיתחו תמונה דקה וגמישה במיוחד שיכולה להועיל לרכישת תמונות ללא אינבסיביות מתוך הגוף. הטכנולוגיה החדשה יכולה יום אחד לאפשר גילוי מחלות מוקדם ומדויק, לספק תובנות קריטיות להנחות טיפול בזמן ויעיל.
בניגוד לאנדוסקופים גדולים קיימים באופן איסורי העשויים מצלמות ועדשות אופטיות או צרורות סיבים אופטיים מגושמים, המיקרו -אימגר שלנו מאוד קומפקטי. הרבה יותר דק מאשר ריסים טיפוסיים, המכשיר שלנו אידיאלי להגיע לאזורים עמוקים בגוף מבלי לגרום נזק משמעותי לרקמה. "
מייסאם צ'אמנזר, מנהיג צוות המחקר מאוניברסיטת קרנגי מלון
בכתב העת של קבוצת ההוצאה לאור אופטיקה אופטיקה ביו -רפואית אקספרסהחוקרים הראו כי המיקרו -אימגר, העובי של 7 מיקרון בלבד – 10ה בקוטר ריסים – ואורך כ -10 מ"מ, ניתן להשתמש במוח עכבר להדמיה מבנית ותפקודית של פעילות המוח. ניתן להתאים אישית את רוחב דמיית הסרט הדק על בסיס שדה הראייה והרזולוציה הרצויה.
"עם פיתוח נוסף, ניתן להשתיל את המיקרו-אימגר לצורך הדמיה לטווח קצר או ארוך או לחבר לצנתרים לתמונות חלקי גוף פנימיים כמו דרכי העיכול או בתוך כלי הדם", אמר צ'אנזר. "ניתן להשתמש בזה גם עם כלים כירורגיים כדי לספק משוב חזותי בזמן אמת למנתחים כדי לשפר את התוצאה הכירורגית ולהפחית את הסיכוי לתופעות לוואי."
מינוף פולימר ביו -תואם
האנדוסקופ המיזוגי מבוסס על פלטפורמה פוטונית גמישה המשתמשת בפרילן הפולימר השקוף הביולוגי השקוף ליצירת רכיבים פוטוניים כמו מדריכי גל. החוקרים פיתחו במקור את Parylene Photonics ליצירת מכשירים הניתנים למוצרי מיניאטוריים המספקים אספקת אור ממוקדת ברקמות.
בעבודה החדשה, החוקרים השתמשו ביכולת הדו -כיוונית של מדריכי גל של פרילין, שיכולים לספק ולגלות אור, כדי ליצור מערך של מדריכי גל המיועדים להדמיה של מבנה ותפקוד רקמות. הם עיצבו מיקרו -אימה עם מדריכי גל שלכל אחד מהם מיקרומירור בשני הקצוות. אחד או יותר ממדריכי הגל מספקים אור כדי להאיר את הרקמה ואילו אור מפוזר גב נאסף על ידי המיקרומירורים, משולבים למדריכי גל בודדים אחרים ומועברים לקצה האחורי. שם, האור מוקרן על מערך חיישני תמונה. בעזרת עיצוב זה, כל מוליך גל מעביר ביעילות פיקסל של תמונת הרקמה.
"עשינו את האנדוסקופ המיזוגי בטכניקות ייצור מיקרוסקופיות הדומות לאלה המשמשות במיקרו -אלקטרוניקה ומערכות מיקרו -אלקטרומכניות (MEMS)", אמר מ 'חסן מלכושארה, הסטודנט לדוקטורט שתכנן והדגים תמונות אנדוסקופיות אלה. "זה מאפשר להתאים בקלות את מדריכי הגל והמיקרומירורים להדמיה של רקמות שונות ברזולוציה הרצויה."
הדמיה בתוך המוח
כדי להדגים את האנדוסקופ המיזוגי, החוקרים הראו תחילה כי הוא יכול לתמונות מיקרוספרות פלורסנטיות המוטמעות בתוך מדיום פיזור, מה שמאפשר לוקליזציה תלת -ממדית של המיקרוספרות. לאחר מכן הם השתמשו במיקרו -אימגר כדי לתפוס תמונה פלורסנטית של רקמת מוח עכבר המבטאת חלבון פלורסנט ירוק. לבסוף, הם הדגימו הדמיה עצבית פונקציונלית מרקמת מוח עכבר המבטאת אינדיקטורי סידן מקודדים גנטית, והדגימו כי המיקרו -אימגר יכול לתפוס תפקוד עצבי.
וישאל ג'יין, מדעי המוח בצוות המחקר. "התבוננות בהתכתבויות כה חזקות בין נתוני ההדמיה לאלקטרופיזיולוגיה הייתה מעודדת."
החוקרים אומרים כי עבודה זו היא צעד אחד לעבר המטרה הכללית שלהם לדמות רקמות עצביות בפעולה. "אנו רוצים בסופו של דבר להיות מסוגלים לתאם בין פעילות עצבית לפרופיל התמלול של סוגי תאים ספציפיים המעורבים בפעילות האוכלוסייה", אמר צ'אמנצר.
בשלב הבא, החוקרים רוצים לשלב מקורות אור, מערכי חיישני תמונה ומסננים בקצה האחורי של המכשיר כדי ליישם מיקרו -אימה עצמאי משולב לחלוטין עבור in vivo יישומים. זה יכול לאפשר למשתלה של מיקרו -אימגר בניתוח ברקמות ליישומים כמו תאי סרטן השרידים לאחר הסרת גידולים או פיקוח על התקדמות המחלה לאחר הטיפול.
