Ligger djupt i människans tarm, tunntarmen är inte lätt att undersöka. röntgenstrålar, MRI och ultraljudsbilder ger ögonblicksbilder men var och en lider av begränsningar. Hjälp är på väg.

University at Buffalo forskare utvecklar en ny avbildningsteknik som involverar nanopartiklar suspenderade i vätska för att bilda "nanojuice" som patienter skulle dricka. När man når tunntarmen, läkare skulle slå nanopartiklarna med ett ofarligt laserljus, ger en oöverträffad, icke-invasiv, realtidsvy av orgeln.

Beskrivs 6 juli i journalen Naturens nanoteknik , framsteg kan hjälpa läkare att bättre identifiera, förstå och behandla gastrointestinala besvär.

"Konventionella avbildningsmetoder visar organet och blockeringar, men denna metod låter dig se hur tunntarmen fungerar i realtid, " sa motsvarande författare Jonathan Lovell, PhD, UB biträdande professor i biomedicinsk teknik. "Bättre bildbehandling kommer att förbättra vår förståelse av dessa sjukdomar och göra det möjligt för läkare att mer effektivt ta hand om människor som lider av dem."

Den genomsnittliga mänskliga tunntarmen är ungefär 23 fot lång och 1 tum tjock. Inklämd mellan magen och tjocktarmen, det är där mycket av matsmältningen och absorptionen av mat sker. Det är också där symtom på irritabel tarm, celiaki, Crohns sjukdom och andra gastrointestinala sjukdomar förekommer.

För att bedöma organet, läkare kräver vanligtvis att patienter dricker en tjock, kritaktig vätska som kallas barium. Läkare använder sedan röntgenstrålar, magnetisk resonanstomografi och ultraljud för att bedöma organet, men dessa tekniker är begränsade med avseende på säkerhet, tillgänglighet och brist på tillräcklig kontrast, respektive.

Också, ingen är mycket effektiv för att ge realtidsavbildning av rörelser såsom peristaltik, vilket är sammandragningen av muskler som driver mat genom tunntarmen. Dysfunktion av dessa rörelser kan vara kopplat till de tidigare nämnda sjukdomarna, samt biverkningar av sköldkörtelsjukdomar, diabetes och Parkinsons sjukdom.

Lovell och ett team av forskare arbetade med en familj av färgämnen som kallas naftalcyaniner. Dessa små molekyler absorberar stora delar av ljus i det nära-infraröda spektrumet, vilket är det idealiska intervallet för biologiska kontrastmedel.

De är olämpliga för människokroppen, dock, eftersom de inte sprids i vätska och de kan absorberas från tarmen till blodomloppet.

För att lösa dessa problem, forskarna bildade nanopartiklar som kallas "nanonaps" som innehåller de färgglada färgämnesmolekylerna och lade till förmågan att spridas i vätska och röra sig säkert genom tarmen.

I laboratorieexperiment utförda med möss, forskarna administrerade nanojuicen oralt. De använde sedan fotoakustisk tomografi (PAT), som är pulserande laserljus som genererar tryckvågor som, när man mäter, ge en mer nyanserad bild i realtid av tunntarmen.

Forskarna planerar att fortsätta att förfina tekniken för mänskliga försök, och flytta in i andra områden i mag-tarmkanalen.