Учёные из США нашли способ как сделать кожу человека прозрачной

Учёные из Стэнфордского университета представили инновационный метод, который позволяет сделать ткани человеческого тела прозрачными для видимого света. Этот прорыв может значительно улучшить медицинскую диагностику, включая обнаружение травм, мониторинг расстройств пищеварения и выявление раковых заболеваний.

Новая технология основана на местном применении безопасного красителя, который продемонстрировал обратимость в испытаниях на животных. Исследование было опубликовано в журнале Science, где авторы описали свой подход, основанный на прогнозировании взаимодействия света с окрашенными биологическими тканями.

«В перспективе эта технология может сделать вены более заметными для забора крови, упростить удаление татуировок с помощью лазера или помочь в раннем выявлении и лечении рака»,

Принцип работы новой технологии

Исследователи разработали способ прогнозирования, как свет взаимодействует с окрашенными биологическими тканями, что требует глубокого понимания рассеяния света и процесса преломления. Они обнаружили, что красители, которые наиболее эффективно поглощают свет, также могут быть эффективными в равномерном направлении света через широкий диапазон показателей преломления.

«Некоторые методы лечения используют лазеры для устранения раковых и предраковых клеток, но они ограничены областями, близкими к поверхности кожи. Эта техника может улучшить проникновение метода»,

Одним из наиболее эффективных красителей стал тартразин, известный как FD & C Yellow 5. При растворении в воде и впитывании в ткани, молекулы тартразина идеально структурируются, соответствуя показателям преломления и предотвращая рассеивание света, что обеспечивает тканям прозрачность.

Эксперименты и результаты

Исследователи протестировали свои предсказания на тонких ломтиках куриной грудки и мышах. Результаты показали, что после нанесения раствора тартразина на кожу головы мышей, она становилась прозрачной, что позволяло наблюдать кровеносные сосуды мозга. Аналогичный результат был достигнут при нанесении раствора на живот мышей, что позволяло видеть сокращения кишечника и движения, вызванные сердцебиением и дыханием.

Методика позволила улучшить микроскопические наблюдения, разрешая детали в масштабе микрометров. Когда краситель смывался, ткани быстро возвращались к своей нормальной непрозрачности, при этом тартразин не оставлял долгосрочных эффектов, а его избыток выводился с отходами в течение 48 часов.

Будущие перспективы

Исследователи предполагают, что использование красителя может привести к более глубокому пониманию организма, что является важным как для биологии, так и для медицины. Проект начинался как исследование взаимодействия микроволнового излучения с биологическими тканями, но затем привёл к разработке новой технологии, способной находить широкое применение в медицине.

Используя методы, основанные на фундаментальной физике, исследователи надеются, что их подход станет основой нового направления в исследовании, в котором будет осуществляться сопоставление красителей с биологическими тканями на основе оптических свойств.

«Открытый доступ к базовым инструментам, как эллипсометр, является основополагающим для новаторских открытий, поскольку они могут быть использованы в нетипичных целях, как в данном случае»,

«Эта команда использовала уравнения, чтобы выяснить, как сильно поглощающий краситель может сделать кожу прозрачной, что является прекрасным примером того, как фундаментальные знания в оптике могут быть применены в биомедицине»,