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诊断成像

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微型探针测量肺内部的组织健康

19 Jun 2019 Tami Freeman.
含有微球的纤维
蚀刻光纤的SEM图像含有微球。 (礼貌:Michael Tanner,Herriot-Watt大学和爱丁堡大学)

执行的头发大小探针 体内 关键生理参数的测量可以检测肺内部深层组织损伤的迹象。由研究人员开发 PROTEUS财团,该技术可以铺平道路,以便准确地监测现有设备无法到达的人体的偏远地区(科学报告 10.1038 / S41598-019-44077-7)。

肺病是死亡和残疾的主要原因之一。但对于疾病如何在患有肺炎或肺损伤的患者中发育的知之甚少,部分原因是由于缺乏小型化的临床兼容技术。从爱丁堡大学和浴室大学的研究团队旨在通过创造一种创造的灵活微内窥镜装置来解决这一挑战,可以感测pH和氧气水平。

探针由荧光素的pH传感器和氧气传感器(基于钯卟啉复合物)附着于10μm直径的二氧化硅微球。将这些球体装入蚀刻到含有19个锗掺杂芯的150μm的多芯光纤光纤的远端。每个球体与单独的纤维芯对齐。

通过将520nm光耦合到光纤的另一端的单个芯中,可以从中测量来自传感器的发射光谱来激发荧光。因此,每个核心充当独立的测量信道,通过不同核的特定照明实现多个测量。

该团队在具有不同pH值和水中的溶液中测试了小型化探针,并具有不同浓度的溶解氧。它们观察到高测量敏感性,精度为pH传感器的0.02 pH单位和0.6mg / L的氧传感器。探针’在液体之间移动时,对pH和氧气环境的反应接近瞬时(小于1)。

研究人员还在灌注和通风中测试了纤维探头 离体 绵羊肺。它们将探针转移到远端肺泡囊中—其中pH和氧在维持稳态中发挥关键作用是潜在的疾病生物标志物。它们使用探针测量循环灌注液中的更换pH和氧水平,同时使用商业仪表监测灌注液。

Measurements in sheep lungs

pH和氧气传感器均对肺部的pH和氧气变化均响应良好,具有pH和氧气测量与商业仪表的那些相互作用。

成功地证明了pH和氧气感 离体 肺模型,团队’下一步将是通过临床翻译验证技术,这将需要在合适的生物相容性材料中包装探针。他们注意到,多核光纤提供了一种灵活的平台技术,可用于车身的其他区域和不同的传感器。

“这些新方法如果采取诊所,将导致疾病生物学的新颖见解,” says co-lead author 迈克尔坦纳. “我们的目的现在是扩展这个小型化平台上的独特传感器的数量,以提供更多信息。”

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