Zvuk s teplotou tisícov stupňov. Sonoluminiscence v medicíne: diagnostické zariadenie a skalpel

Tisíce stupňov

Igor Ivanov

  • Záblesk generovaný zvukom
  • Experimentujte a experimentujte znova!
  • Extra trieda laboratória pre chemikov a materiálov vedec
  • Sonoluminiscence v medicíne: diagnostické zariadenie a skalpel
  • "Nedáme sa predpovedať …"

Sonoluminiscence v medicíne: diagnostické zariadenie a skalpel

Napokon, v blízkej budúcnosti môže byť v medicíne použitá aj sonoluminiscencia. Moderná medicína už prijala mnohé objavy fyziky 20. storočia. Laserová mikrochirurgia, rezonančná nukleárna tomografia, adaptácia elementárnych detektorov častíc na fluorografiu, liečba malígnych nádorov s lúčmi vysokoenergetických protónov – to všetko je už v arzenáli lekárov.

Takmer určite v tomto zozname existuje miesto a sonoluminiscence. V zásade sa sonoluminiscencia už používa ako metóda vizualizácie kavitácie, a to aj v lekárskych aplikáciách. Je známe, že napríklad kavitácia je dôležitým faktorom, ktorý vedie k degradácii umelých orgánov, ktoré zažívajú impulzné mechanické zaťaženie. V roku 2003 sa výskumníkom z univerzity v Tokiu podarilo využiť sonoluminiscenciu na vizualizáciu najkrajšie zraniteľných oblastí umelého srdca (pdf, 1 Mb).

Použitie sonoluminiscencie sa však zdá byť najsľubnejšie. vnútri tela, Z hľadiska lekára je tento proces nehormonálnym, neionizujúcim, ľahko kontrolovaným a potenciálne veľmi presným spôsobom, ako ovplyvňovať vnútorný priestor živého organizmu: napokon veľkosť bubliny je zlomok milimetra a trvanie expozície môže byť zlomok milisekundy. Nepochybne, úspešná zhoda okolností je skutočnosť, že živé organizmy sa z väčšej časti skladajú z vody: napokon vo vode je najslnečnejšia sonoluminiscenčné svetlo.

Môžete si predstaviť ako diagnostický (tomografické) a liečebný účinok sonoluminiscencie na telo. Pri tomografii mäkkých, priesvitných tkanív by sa ultrazvuková vlna mala sústrediť na požadovaný bod mäkkých tkanív tela a vytvárať tam žiariacu kavitačnú bublinu. Snímač zaznamenáva túto luminiscenciu, analyzuje spektrum a vyberá jednotlivé žiarenie, čím vykoná chemickú analýzu daného bodu živého organizmu.

Fotografie žijúcej myši pod tmavým svetlom v optickom rozmedzí (a) av "lúčoch sonoluminiscenčného svetla" (b).Liečivo, injikované subkutánne v bode označenom krížom, difundovalo do mäkkých tkanív hornej časti myši. Difúzna oblasť je jasne viditeľná na fotografii (b) (obrázok z www.iop.org)

Treba zdôrazniť, že výskum v tomto smere už začal. V roku 1998 experimentálne dokázali prvýkrát fyzici Texasskej univerzity K. Sheng a L. Wang, že sonoluminiscenčná tomografia naozaj umožňuje "pohľad do vnútra" mäkkých priesvitných materiálov. V roku 2002 skupina čínskych a japonských výskumníkov úspešne testovala túto metódu na živých myšiach. Obrazy získané výskumníkmi umožnili nielen vidieť myš v "sonoluminiscenčné svetlo", ale tiež spoľahlivo rozpoznať jednotlivé mäkké tkanivá (pečeň, svalstvo, tuková tkanivá), ako aj sledovať distribúciu injekčnej látky, ktorá zlepšila sonoluminiscenčné žiarenie. Autori zdôrazňujú, že všetky myši úspešne experimentovali.

S terapeutickými účinkami bude sonoluminiscencia zohrávať úlohu "bodový skalpel"A oveľa všestrannejšie ako v súčasnosti používaný" ultrazvukový rezačka ".Sonoluminiscence môže nielen poukázať na zhubné nádory, ale tiež vykonať chemické reakcie na danom mieste tela. Zdá sa celkom pravdepodobné, že v klinike budúcnosti dostane pacient prípravok obsahujúci nanokapsule (napríklad uhlíkové nanotrubice) s bioaktívnymi činidlami, ktoré sú pre telo bezpečné v "zapečatenom" stave. Liečivo sa absorbuje cez telo, sonoluminiscence otvára kapsuly na danom mieste v tele a vedie chemickú reakciu na dané časové obdobie.

Samozrejme, biologicky škodlivé aspekty sonoluminiscenčných účinkov sú nápadné, od mechanického a tepelného interferencie v tele až po tvorbu voľných radikálov. Samozrejme, bude to vyžadovať podrobnú štúdiu o tom, či sa dajú znížiť na prijateľnú úroveň. Avšak fyzikálne vlastnosti nového potenciálneho lekárskeho nástroja sú tak pôsobivé, že v nasledujúcich rokoch sa veľa diel zrejme venuje vývoju takýchto techník.


Like this post? Please share to your friends:
Tisíce stupňov ">
Pridaj komentár

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: