Ett kommersiellt bläck (vänster) diffunderar långt från injektionsställena (pilar) under musens hud, men ett nytt kolontatueringsbläck (höger) diffunderar mycket mindre. Kredit:Jordan Yaron, Ph.D.
Tjocktarmen kan vara det sista stället folk skulle överväga att tatuera sig, men endoskopisk tatuering är en viktig medicinsk teknik för att markera kolorektala lesioner för operation eller uppföljning. Idag rapporterar forskare om nästa generations bläck för dessa markeringar som diffunderar mindre och är mer biokompatibelt än befintliga bläck. Den nya formuleringen kan göra det lättare att identifiera och ta bort komplexa kolonpolyper och tumörer, säger forskarna.
De kommer att presentera sina resultat idag vid American Chemical Societys (ACS) vårmöte.
Enligt American Cancer Society är kolorektal cancer den tredje mest diagnostiserade cancern i USA och den näst vanligaste orsaken till cancerrelaterad död. Mars är månaden för medvetenhet om kolorektal cancer, då personer över 50 år påminns om att göra en koloskopi, eller endoskopisk undersökning av tjocktarmen, för att upptäcka cancerösa och pre-cancerösa lesioner. Små polyper kan vanligtvis avlägsnas vid tidpunkten för koloskopi; men större, komplexa lesioner remitteras ofta till specialister eller kirurger för senare borttagning.
"Många gånger är dessa mycket platta, mycket subtila lesioner, och det finns ett behov av att markera dem så att specialisten som kommer in senare kan hitta dem", säger Rahul Pannala, M.D., en gastroenterolog och docent i medicin vid Mayo Clinic Arizona , som är involverad i forskningen. För att göra detta injicerar läkare ett kommersiellt bläck, vanligtvis tillverkat av kolsvart, ett par centimeter från lesionen - en process som kallas endoskopisk eller kolontatuering. "De kommersiellt tillgängliga bläcken har hög kontrast, men när de väl har injicerats diffunderar de snabbt runt platsen", förklarar Subhadeep Dutta, en doktorand vid Arizona State University som presenterar arbetet på mötet. "Så specialisten kan vara vilsen om var man kan hitta lesionen." Vissa bläck kan också utlösa inflammation eller diffundera in i andra vävnader, vilket kan orsaka biverkningar.
Därför, Dutta; Pannala; Jordan Yaron, Ph.D.; och Kaushal Rege, Ph.D. (projektets huvudutredare, vid Arizona State University), ville utveckla en ny typ av kolontatueringsbläck som kunde övervinna dessa begränsningar. För att ge bläcket en stark, mörk färg som skulle vara lätt att se under det synliga ljuset av en koloskopi, valde forskarna metallhärledda nanopartiklar. De kombinerade nanopartiklarna med olika mängder och typer av polymerer som fäster på den submukosala ytan i tjocktarmen, vilket förhindrar att bläcket diffunderar.
De testade de olika formuleringarna, först i dissekerade gristarmar och sedan i levande möss. Eftersom mustarmarna är så små och svåra att arbeta med, injicerade forskarna sina bläck under mössens hud som ett modellsystem för att mäta diffusion, inflammation och bildeffekt. "Från våra prekliniska studier hittills ser kontrasten bra ut, och våra bläckfläckar är verkligen koncentrerade. Vid 28 dagar är de minst tre till fyra gånger mindre än fläckarna från det kommersiella färgämnet", säger Dutta. Även om det inte finns några uppenbara tecken på inflammation, utför teamet nu histopatologiska studier för att observera om några mikroskopiska förändringar inträffar i huden och för att hjälpa till att bestämma den optimala bläckformuleringen. Teamet förbereder sig också för att testa det bästa bläcket i faktiska endoskopiska tatueringar av levande grisar.
En annan fördel med nanopartiklarna är att de, till skillnad från kommersiella bläck, bör vara synliga i röntgendatortomografi (CT), även om forskarna inte har testat detta ännu. "Eftersom nanopartiklarna har röntgen-CT-kontrastegenskaper, såväl som att de är synliga under endoskopiskt ljus, tror vi att de nya bläcken kan tillåta multimodal avbildning," säger Rege. Det kan hjälpa läkare att bättre karakterisera en lesion före operation.
Om tatueringsfärgen visar sig vara överlägsen befintliga formuleringar, säger forskarna att det kan översättas till bättre patientvård. "Det kan leda till säkrare avlägsnande av komplexa polyper och tumörer, och till bättre identifiering vid bildskanningar", säger Pannala. "Och det är inte begränsat till bara tjocktarmscancer. Om vi kan utveckla ett bläck som är mycket exakt, kan vi också använda det för att markera utväxter och tumörer var som helst i tarmen, eller till och med i bukspottkörteln." + Utforska vidare
