Учёные смогли сделать кожу прозрачной без рентгена

«Этот метод предлагает новое средство изучения структуры и активности глубоко расположенных тканей и органов in vivo [в живом организме] безопасным, временным и не нарушающим целостность тканей способом. Представляете, нам не придётся прибегать к скальпелю или рентгену и тем более ждать вскрытия».

Так написали в своём комментарии к результатам нового исследования Кристофер Роулендс (Christopher Rowlands) и Джон Горецки (Jon Gorecki) из Имперского колледжа Лондона.

«В ближайшем будущем эта технология сделает вены более заметными для забора крови, упростит лазерное удаление татуировок и даже поспособствует раннему обнаружению и лечению рака», - сказал в своем заявлении соавтор исследования Гуосон Хонг (Guosong Hong), доцент кафедры материаловедения и инженерии Стэнфордского университета.

Впервые ученые использовали эту технику для визуализации тканей живых мышей под микроскопом, вооружившись безопасным для пищевых продуктов красителем, который, скорее всего, есть у вас на кухне, и несколькими фундаментальными принципами физики.

Биологические ткани наполнены различными веществами, от белков до жиров и жидкостей, и каждое из них по-своему преломляет попадающий на него свет – имеет собственный коэффициент преломления материала.

Если частицы света попадают на границу между двумя материалами с разными показателями преломления, то меняют направление, рассеиваются. Через прозрачное стекло они проходят без изменений, и мозг полагает, что стекла нет. Иное дело непрозрачный объект: отражаясь от него, световые лучи попадают в глазное яблоко с самых разных направлений, собственно поэтому мы его и видим.

Учёные обнаружили простой приём, позволяющий изменить прозрачность кожи. Они взяли концентрированный пищевой краситель, отлично поглощающий свет, растворили его в воде, а затем нанесли раствор на кожу, что уравновесило показатели преломления содержащихся в ней веществ, временно сделав ее полупрозрачной.

Исследователи описали этот метод в журнале Science. Они протестировали методику на грызунах, используя сертифицированную U.S. Food and Drug Administration красящую пищевую добавку тартразин, также известную как FD&C Yellow No. 5. Этот желто-оранжевый краситель часто добавляют в десерты, конфеты, различные напитки, лекарства и косметику.

После того как первые эксперименты показали, что тартразин делает прозрачными кусочки куриной грудки, учёные переключились на лабораторных мышей. Они втирали раствор тартразина в кожу головы грызунов и наслаждались результатами.

«Прозрачность появляется через несколько минут», - рассказал ведущий автор исследования Зихао Оу (Zihao Ou), доцент кафедры физики Техасского университета в Далласе. «Это похоже на то, как действует крем или маска для лица – необходимое для проявления эффекта время зависит от скорости взаимодействия молекул с кожей».

После того как раствор подействовал, учёные увидели на поверхности черепа мышей кровеносные сосуды с разрешением на уровне микрометра (0,001 миллиметра).

В следующий раз они нанесли раствор тартразина на брюшко грызуна, и через несколько минут смогли четко идентифицировать печень, тонкий кишечник и мочевой пузырь. Они даже наблюдали, как сокращаются мышцы кишечника, а также тонкие движения брюшной полости, вызванные дыханием и биением сердца.

Прозрачность убирается промыванием кожи водой для удаления пищевого красителя. Избыток тартразина, попавший в организм грызунов, выводился с уриной за 48 часов после применения.

Нанесение раствора красителя вызвало «минимальное краткосрочное воспаление», отметили учёные в отчёте, но не оказало долгосрочного влияния на здоровье животных, о чем свидетельствуют замеры массы тела и результаты анализов крови.

Новая методика еще не была опробована на людях. Наша кожа примерно в четыре раза толще, чем у мышей, поэтому тартразину будет сложнее в неё проникнуть, но если будущие исследования покажут, что краситель работает и для людской кожи, не нанося вреда организму, он может стать весьма полезным медицинским диагностическим инструментом, считают учёные.

Для выяснения некоторых внутренних состояний можно будет не дожидаться вскрытия.

Это информационная статья, не дающая никаких медицинских советов, кроме одного – не надо втирать в кожу какие-либо красители, оставьте это врачам!

Автор: Emily Cooke
Перевод: Виктор Трибунский
Источник