Lyd med en temperatur på tusindvis af grader. Sonoluminescens i medicin: diagnostisk enhed og skalpellet

Tusindvis af grader

Igor Ivanov

  • Glød genereret af lyd
  • Eksperiment og forsøg igen!
  • Ekstra-klasse laboratorium for kemiker og materialer videnskabsmand
  • Sonoluminescens i medicin: diagnostisk enhed og skalpellet
  • "Vi får ikke forudsige …"

Sonoluminescens i medicin: diagnostisk enhed og skalpellet

Endelig kan sonoluminescens også i nær fremtid anvendes i medicin. Moderne medicin har allerede vedtaget mange opdagelser af fysikken i det 20. århundrede. Laser mikrokirurgi, resonans nukleotomografi, tilpasning af elementære partikel detektorer til fluorografi, behandling af maligne tumorer med bjælker af høj-energi protoner – alt dette er allerede i arsenalen af ​​læger.

Næsten helt sikkert i denne liste er der et sted og sonoluminescens. I princippet anvendes sonoluminescens allerede som en metode til visualisering af kavitation, herunder i medicinske applikationer. Det er for eksempel kendt, at kavitation er en vigtig faktor, der fører til nedbrydning af kunstige organer, der oplever pulserende mekaniske belastninger. I 2003 lykkedes det, at forskere fra Tokyo-universitetet anvendte sonoluminescens til at visualisere de mest kavitatorisk sårbare områder af et kunstigt hjerte (pdf, 1 Mb).

Imidlertid synes brugen af ​​sonoluminescens direkte at være mest lovende. inde i kroppen. Faktisk set fra en læges synsvinkel er denne proces en ikke-kirurgisk, ikke-ioniserende, letstyret og potentielt meget nøjagtig måde at påvirke det indre af en levende organisme. Boblestørrelsen er trods alt en brøkdel af en millimeter, og varigheden af ​​eksponeringen kan være en brøkdel af en millisekund. Utvivlsomt er en vellykket tilfældighed af omstændigheder den kendsgerning, at levende organismer for det meste består af vand: i virkeligheden er det sonoluminescerende lys i lyset mest lyst.

Du kan forestille dig hvordan diagnostisk (tomografisk) og terapeutisk effekten af ​​sonoluminescens på kroppen. Til tomografi af bløde, gennemsigtige væv bør en ultralydbølge fokuseres til det ønskede punkt i kroppens bløde væv, hvilket frembringer en glødende kavitationsboble der. Sensoren registrerer denne luminescens, analyserer sit spektrum og vælger individuelle emissionslinjer, og derved udfører en kemisk analyse af et givet punkt af en levende organisme.

Fotografi af en levende mus under svagt lys i det optiske område (a) og i "stråler af sonoluminescerende lys" (b).Lægemidlet injiceret subkutant ved punktet markeret med et kryds, diffunderet i blødt væv i musens overkrop. Diffusionsområdet er tydeligt synligt på billedet (b) (billede fra www.iop.org)

Det skal understreges, at forskning i denne retning allerede er begyndt. I 1998 viste fysikere fra University of Texas K. Sheng og L. Wang for eksperimentelt for første gang, at sonoluminescerende tomografi virkelig giver dig mulighed for at "se inde i" bløde gennemsigtige materialer. I 2002 testede en gruppe kinesiske og japanske forskere med succes denne teknik på levende mus. Billederne fra forskerne gjorde det ikke kun muligt at se musen i "sonoluminescerende lys", men også på en pålidelig måde at genkende det enkelte blødt væv (lever, muskel, fedtvæv) samt at spore fordelingen af ​​det introducerede stof, der forbedrede sonoluminescerende glød. Forfatterne understreger, at alle mus har haft succes med eksperimentet.

Med terapeutiske virkninger vil sonoluminescens spille rollen som "punkt skalpel"Og meget mere alsidigt end den i øjeblikket anvendte" ultralydskærer ".Sonoluminescens kan ikke kun påpege maligne tumorer, men også udføre kemiske reaktioner på et bestemt sted af kroppen. Det forekommer ret sandsynligt, at patienten i fremtidens klinik vil modtage et præparat, der indeholder nanokapsler (for eksempel carbon nanorør) med bioaktive reagenser, der er sikre for kroppen i den "forseglede" tilstand. Lægemidlet absorberes gennem kroppen, sonoluminescens åbner kapslerne på et givet punkt i kroppen og udfører en kemisk reaktion i en given periode.

Selvfølgelig er de biologisk skadelige aspekter af sonoluminescerende virkninger slående, lige fra mekanisk og termisk indblanding i kroppen til dannelsen af ​​frie radikaler. Det vil naturligvis kræve en detaljeret undersøgelse af, om de kan reduceres til et acceptabelt niveau. Imidlertid er de fysiske egenskaber ved et nyt potentielt medicinsk instrument så imponerende, at i de kommende år vil mange værker tilsyneladende blive brugt til udvikling af sådanne teknikker.


Like this post? Please share to your friends:
Tusindvis af grader ">
Skriv et svar

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