Научные сотрудники лаборатории ультразвуковой и оптоакустической диагностики Института прикладной физики имени А.В. Гапонова-Грехова РАН (Нижний Новгород) совместно с коллегами из Швейцарии разработали миниатюрный (весом порядка одного грамма) ультразвуковой датчик на основе фторсодержащего полимера PVDF-TrFE. Он представляет собой тонкую иглу с чувствительным полимерным материалом на кончике диаметром 0,5 миллиметра.
Исследователи протестировали прибор, установив его в оптическую систему лазерного сканирующего микроскопа. Авторы рассмотрели с помощью полученной системы сосуды в головном мозге мышей. По внешнему виду сосудистых сетей, в частности, при наличии их разрастания, можно выявлять опухоли, поскольку раковым клеткам необходимо много питательных веществ, доставляемых с кровью. В связи с этим для современной медицины важно совершенствовать методы визуализации тканей, в которых развивается опухоль.
Сначала на компьютер, подключенный к микроскопу, передавалась обычная фотография, после чего картинка корректировалась на основе сигналов, измеренных гидрофоном. В результате снимки оказались точнее и контрастнее, чем снятые только с помощью оптического микроскопа. Такой подход может помочь получать изображения живых тканей с высоким разрешением (0,5 микрометра, что сравнимо с размером бактерий), например, при исследовании опухолей и сосудистых сетей, питающих новообразования.
Изображения сосудов в головном мозге мыши, полученные с помощью только оптической системы лазерного сканирующего микроскопа (слева), сочетанием оптической системы и ультразвукового датчика (справа). Источник: Yu-Hang Liu et al. / Advanced Photonics Nexus, 2023
«Разработанный нами миниатюрный датчик легко интегрируется в оптические системы микроскопов. Это может быть полезно при исследовании развития опухолей, поскольку позволит детально проследить все особенности раковых клеток, оплетающих их сосудов и окружающих тканей. В дальнейшем мы планируем продолжать совершенствовать ультразвуковой датчик, а именно разработать такую конфигурацию, которая позволит регистрировать акустические волны с амплитудами менее одного паскаля», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Павел Субочев, кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией ультразвуковой и оптоакустической диагностики Института прикладной физики имени А. В. Гапонова-Грехова РАН.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
