En billig, biokompatibelt vitt pulver som lyser vid upphettning kan användas för icke-invasiv övervakning av temperaturen hos specifika organ i kroppen. Forskare från Tohoku University genomförde preliminära tester för att visa tillämpbarheten av detta koncept och publicerade sina resultat i tidskriften Vetenskapliga rapporter .

Termometrar mäter temperaturen på kroppens yta, men läkare måste kunna övervaka och hantera kärnkroppstemperaturer hos vissa kritiskt sjuka patienter, såsom efter huvudskador eller hjärtinfarkter. Tills nu, Detta görs oftast genom att föra in ett litet rör i hjärtat och blodkärlen. Men forskare letar efter mindre invasiva sätt att övervaka temperaturen inifrån kroppen.

Tillämpad fysiker Takumi Fujiwara från Tohoku University och kollegor i Japan undersökte potentialen hos ett vitt pulver som kallas zirconia för detta ändamål.

Zirconia är ett syntetiskt pulver som är lättillgängligt, kemiskt stabil, och giftfri. Vid uppvärmning, dess kristaller blir upphetsade, släpper ut elektroner. Dessa elektroner rekombinerar sedan med "hål" i kristallstrukturen, en process som får kristallerna att avge ljus, eller luminescera. På grund av detta materials fördelaktiga egenskaper för användning i människokroppen, forskarna ville testa och se om dess luminescens kunde användas för att övervaka temperaturen.

Teamet värmde zirconia under en ultraviolett lampa, och fann att när zirkoniumtemperaturen steg, dess luminescens intensifierades. Samma sak hände när ett nära-infrarött laserljus lyste på materialet. Detta visade att både värme och ljus kunde användas för att inducera luminescens i zirkoniumoxid.

Forskarna visade sedan att zirkoniumoxid luminescens var synlig med blotta ögat när den placerades bakom en benbit och belystes med en nära-infraröd laser.

Tillsammans, demonstrationerna tyder på att zirkoniumoxid skulle kunna övervaka den inre kroppstemperaturen genom att injicera den och sedan lysa ett nära-infrarött laserljus på en riktad plats, såsom hjärnan. Intensiteten och livslängden på materialets luminescens kommer att bero på den omgivande temperaturen.

"Medan denna grundläggande studie lämnar några viktiga frågor olösta, detta verk är en ny och lovande tillämpning av [syntetiska självlysande ämnen] inom det medicinska området, " avslutar forskarna. Framöver, forskarna hoppas kunna upptäcka en metod som gör luminescensvåglängden från zirkoniumoxid i området rött till nära-infrarött eftersom det ger bättre överföringsförmåga för mänskliga vävnader; Således, gör det möjligt att få tydligare information.