p Novas descobertas de pesquisa sugerem que uma técnica de imagem médica ultrassensível experimental que usa um laser pulsado e minúsculas "nanocages" metálicas pode permitir a detecção precoce e o tratamento de doenças. p O sistema funciona emitindo pulsos de laser infravermelho próximo através da pele para detectar nanocages ocos e nanopartículas sólidas - feitas de uma liga de ouro e prata - que são injetadas na corrente sanguínea.

p Ao contrário das abordagens anteriores usando minúsculos nanobastões e nanoesferas metálicas, a nova técnica não causa danos por calor ao tecido que está sendo trabalhado. Outra vantagem é que ele não produz um brilho "autofluorescente" de fundo dos tecidos circundantes, que interfere na imagem e reduz o contraste e o brilho, disse Ji-Xin Cheng (pronuncia-se Gee-Shin), professor associado de engenharia biomédica e química na Purdue University.

p "Essa falta de fluorescência de fundo torna as imagens muito mais claras e é muito importante para a detecção de doenças, ", disse ele." Isso nos permite identificar claramente os nanocages e os tecidos. "

p A melhora no desempenho pode possibilitar a detecção precoce e o tratamento do câncer. As minúsculas gaiolas de ouro e prata também podem ser usadas para fornecer medicamentos anticâncer liberados com o tempo para o tecido doente, disse Younan Xia, o James M. McKelvey Professor de Materiais Avançados no Departamento de Engenharia Biomédica da Washington University em St. Louis. Sua equipe fabricou os nanocages e nanopartículas usadas na pesquisa.

p As estruturas de ouro-prata produziram imagens 10 vezes mais brilhantes do que outras pesquisas de imagem experimental usando nanoesferas e nanobastões de ouro. A tecnologia de imagem fornece brilho e contraste potencialmente centenas de vezes melhores do que os corantes fluorescentes convencionais usados ​​para uma ampla gama de imagens biológicas para estudar o funcionamento interno de células e moléculas.

p Os resultados foram detalhados em um artigo de pesquisa publicado online em 6 de abril no jornal Angewandte Chemie edição internacional de. O artigo foi escrito por Ling Tong, estudante de doutorado em química de Purdue, Claire M. Cobley, estudante de pós-graduação da Washington University, e a professora assistente de pesquisa Jingyi Chen, Xia e Cheng.

p A nova abordagem de imagem usa um fenômeno chamado "luminescência de três fótons, "que fornece maior contraste e imagens mais brilhantes do que os métodos convencionais de imagem por fluorescência. Normalmente, a luminescência de três fótons é muito fraca para ser usada em imagens. Contudo, a presença de nanopartículas de ouro e prata aumenta o brilho, superando esse obstáculo. Acredita-se que o laser ultrarrápido também desempenhe um papel ao causar a "geração de terceiro harmônico, "que aumenta o brilho.

p Pesquisas anteriores para desenvolver o sistema de imagem exigiram o uso de "plasmons, "ou nuvens de elétrons movendo-se em uníssono, para aumentar o brilho e o contraste. Contudo, o uso de plasmons gera calor prejudicial ao tecido. A nova técnica não usa realce de plasmon, eliminando este aquecimento, Disse Cheng.

p O efeito de três fótons pode permitir que os cientistas desenvolvam "técnicas ópticas não lineares" avançadas que fornecem melhor contraste do que as tecnologias convencionais.

p "A capacidade de imagem de três fótons nos permitirá combinar imagens e terapia para um melhor diagnóstico e monitoramento, "Disse Xia.

p Os pesquisadores usaram um laser na faixa do infravermelho próximo do espectro pulsando na velocidade de femtossegundos, ou quatrilionésimos de segundo. O laser pulsa 80 milhões de vezes por segundo para iluminar tecidos e órgãos depois que os nanocages foram injetados, Disse Cheng.

p As gaiolas e partículas têm cerca de 40 nanômetros de largura, ou aproximadamente 100 vezes menor do que um glóbulo vermelho.

p Os pesquisadores injetaram por via intravenosa os nanocages em camundongos e, em seguida, obtiveram imagens das minúsculas estruturas em amostras de tecido de órgãos como o fígado e o baço.