Предложен новый неинвазивный метод определения содержания влаги в кожном покрове — Naked Science
14 января
Сколтех

Предложен новый неинвазивный метод определения содержания влаги в кожном покрове

4.2

Исследователи Сколтеха и Медицинского отделения Техасского университета (США) показали, как при помощи оптоакустического метода можно отслеживать содержание воды в коже. Предложенный способ имеет широкие перспективы применения в медицине, в частности, в травматологии, дерматологии и косметологии.

Предложен новый неинвазивный метод определения содержания влаги в кожном покрове / ©Getty images

Результаты исследования опубликованы в Journal of Biophotonics. Избыток или, наоборот, нехватка воды в кожном покрове человека может быть признаком различных патологий, например, отека, вызванного скоплением жидкости, или обезвоживания, которое также может вызывать проблемы, в том числе косметического характера.

Сегодня для мониторинга содержания воды в коже используются электрические, механические и спектроскопические методы, однако точных неинвазивных методов, которые удовлетворяли бы клиническим требованиям по разрешающей способности и глубине зондирования, до сих пор не существует.

Аспирант Центра Сколтеха по фотонике и квантовым материалам (CPQM) Сергей Перков и его коллеги решили проверить, может ли оптоакустический метод применяться в клинической практике. В процессе оптоакустического мониторинга ткань подвергают воздействию импульсного светового излучения.

При поглощении излучения происходит термоупругое расширение ткани, которое служит источником ультразвукового сигнала. Предыдущие исследования показали, что метод оптоакустической спектроскопии позволяет определять содержание гемоглобина, меланина и воды в тканях. В своей работе ученые решили выяснить, можно ли этот метод использовать на моделях (фантомах) тканей и на коже добровольца in vivo.

«Метод оптоакустической спектроскопии безопасен для клинического использования, поскольку количество поглощаемой биологической тканью энергии, необходимой для детекции акустического сигнала, относительно невелико. Преимущество оптоакустической спектроскопии в сравнении с другими оптическими методами заключается в том, что лазерное излучение необходимо доставить до поглощающего его участка ткани (области интереса), который в дальнейшем является источником ультразвукового сигнала (в мегагерцовой области), ослабление которого биологических тканях не столь значительно, по сравнению со светом.

При использовании чисто оптических методов лазерное излучение (рассеянное или отраженное) несущее полезную информацию об объекте должно пройти обратный путь от области интереса до оптического детектора, что сопровождается существенными потерями», − поясняет соавтор статьи, профессор Сколтеха Дмитрий Горин.

Исследователи приготовили двухслойные модели (фантомы) ткани кожи из желатина и молока, а в некоторых из них, изменив содержание воды, имитировали отек под эпидермисом. Они также протестировали оптоакустический метод на запястьях здорового добровольца без признаков отека. Полученные данные хорошо согласуются с ранее опубликованной информацией о содержании воды в коже, полученной другими методами. Исследователям также удалось определить оптимальные длины волн для оптоакустического мониторинга содержания воды в коже.

На следующем этапе исследователи планируют провести аналогичные эксперименты in vivo на реальных отеках, а также использовать несколько длин волн лазера для генерации сигнала, чтобы попытаться получить количественную оценку воды в различных слоях кожи. Дальнейшие исследования будут проводиться в сотрудничестве с профессором Медицинского отделения Техасского университета (UTMB Galveston) Ринатом Есеналиевым. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Вчера, 20:38
Илья Ведмеденко

Российские судостроители спустили на воду головное скоростное пассажирское судно на подводных крыльях «Метеор 120Р». Предполагается, что оно ни в чем не уступает зарубежным аналогам.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

Вчера, 22:12
Мария Азарова

Как показал эксперимент, простая пищевая добавка флаванолов какао помогает людям среднего возраста легче переносить физические упражнения средней интенсивности и повысить их уровень активности.

1 августа
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Позавчера, 14:34
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

1 августа
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: