Исследовательская группа представит свою работу на 98-м ежегодном собрании Оптического общества (OSA), Frontiers in Optics, которое состоится в октябре. 19-23 в Тусоне, Аризона, США.
«У людей, страдающих определенными заболеваниями легких, наблюдается уплотнение слизи», — объяснила Эми Ольденбург, физик из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл, чьи исследования сосредоточены на биомедицинских системах визуализации. «У здоровых взрослых волосовидные клеточные отростки, называемые ресничками, выстилают дыхательные пути и выводят слизь из легких в горло. Но если слизь слишком вязкая, она может застрять в легких, затрудняя дыхание, а также не удаляя патогены, которые могут вызывать хронические инфекции."
Врачи могут назначать препараты, разжижающие слизь, но не имеют возможности контролировать, как эти препараты влияют на вязкость слизи в различных точках тела. Здесь может помочь работа Ольденбург и ее коллег.
Исследователи поместили покрытые золотые наностержни на поверхность образцов слизи, а затем отслеживали диффузию стержней в слизь, освещая образцы лазерным светом и анализируя то, как свет отражается от наночастиц. Чем медленнее диффундируют наностержни, тем гуще слизь.
Команда обнаружила, что этот метод визуализации работает даже тогда, когда слизь скользит по слою клеток — важное открытие, поскольку слизь внутри человеческого тела обычно находится в движении.
«Возможность отслеживать, насколько хорошо работают разжижающие слизь методы лечения в режиме реального времени, может позволить нам определять лучшие методы лечения и адаптировать их для каждого человека», — сказал Ольденбург.
Скорее всего, пройдет еще пять-десять лет, прежде чем метод измерения слизи будет протестирован на людях, сказал Ольденбург. Золото нетоксично, но по соображениям безопасности исследователи хотели бы убедиться, что золотые наностержни в конечном итоге будут удалены из системы пациента.
«Это отличный пример междисциплинарной работы, в которой ученые-оптики могут удовлетворить конкретную потребность в клинике», — сказал Нозоми Нисимура из Корнельского университета и один из председателей подкомитета FiO. «По мере того, как эти типы оптических технологий продолжают внедряться в медицинскую практику, они будут расширять рынок для этой технологии, а также улучшать уход за пациентами."
Команда также работает над несколькими направлениями постоянного исследования, которое когда-нибудь поможет доставить их устройство для мониторинга в клинику.
Они разрабатывают методы доставки золотых наностержней, изучают, как их система визуализации может быть адаптирована для проникновения в дыхательные пути пациента, и дополнительно исследуют, как свойства потока слизи различаются по всему телу.