当谈到癌症时，清晰度是关键。3D 可视化癌性肿瘤和转移组织的能力可以帮助临床医生诊断癌症的准确类型和阶段，同时也为最佳治疗方法提供信息。为了获得更清晰的组织进行成像，的一个研究小组测试了专用水凝胶的有效性。作为 3D 分子网络，这些水凝胶可以快速去除组织中的脂肪，这是组织混浊的一个因素，而不会失去其结构。该材料用于多种生物医学设备，包括隐形眼镜。
他们于 6 月 21 日在Macromolecular Bioscience上在线发表了他们的结果，印刷版于 9 月 16 日发行。
自 1981 年以来，的主要死因一直是癌症，”第一作者、大阪府立大学工程研究生院应用化学系副教授小岛千惠说。“我们需要新的治疗方法和诊断技术。3D 荧光成像就是这样一种方法，对于理解器官规模的多细胞系统来说是必不可少的，因为它可以为我们提供比传统 2D 成像更多的信息。这对于诊断中的个性化医学以及阐明生物现象可能很有用。
这种类型的成像涉及标记某些分子机器，例如蛋白质，因此它们会根据它们的种类发出不同颜色的荧光。可以在各种样本中观察到发光信号，从整个生物体到细胞水平。然而，大多数组织是不透明的，阻碍了看到这些信号的能力。在 2D 成像中，样本被切成薄片，这使得信号易于查看，但无法在 3D 中可视化整个系统。
此前，研究人员使用了一种称为 CLARITY 的方法，将组织嵌入聚丙烯酰胺水凝胶中。从组织中去除脂肪并调整介质的折射率。Kojima 说，标记的发光信号可以在 3D 中可视化，但癌变组织需要一个月的时间才能清除——对于等待诊断的患者来说太长了。在那个时候，肿瘤可能已经扩散。
为了实际应用，需要缩短 CLARITY 方法中的光学清除处理时间，”小岛说。
为了缩短这个时间，研究人员使用了两性离子水凝胶，它们在带电分子中保持平衡并保持组织样本的结构。在几种两性离子水凝胶组合中，该团队发现模拟组织上脂肪分子的聚合物水凝胶似乎最快地光学清除肿瘤组织。根据小岛的说法，水凝胶具有高渗透性，这可能有助于从组织中提取其他脂肪酸。
使用我们的系统可以 3D 显示鼠脑组织中的血管网络以及转移性肿瘤组织，”小岛说。
他们可以比之前的尝试更快地可视化肿瘤组织：使用改进的方法可以在一周内实现以前需要一个月的时间。
研究人员正在继续探索该技术以及如何将其应用于人类癌症的诊断。
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